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JP2007248313A - Constant-potential electrolysis type gas sensor - Google Patents

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JP2007248313A
JP2007248313A JP2006073573A JP2006073573A JP2007248313A JP 2007248313 A JP2007248313 A JP 2007248313A JP 2006073573 A JP2006073573 A JP 2006073573A JP 2006073573 A JP2006073573 A JP 2006073573A JP 2007248313 A JP2007248313 A JP 2007248313A
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Japan
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electrode
gas sensor
film
constant potential
recess
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Application number
JP2006073573A
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Japanese (ja)
Inventor
Naomi Narasaki
直美 楢崎
Akihiko Kato
明彦 加藤
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DKK TOA Corp
Original Assignee
DKK TOA Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a constant-potential electrolysis type gas sensor capable of preventing any electrolyte from leaking. <P>SOLUTION: The constant-potential electrolysis type gas sensor 100 comprises: a case body 1 equipped with a recessed section 13 for containing the electrolyte and a base section 19 for surrounding an aperture part 13a of the recessed section 13; a first electrode supporting membrane 3A; a second electrode supporting membrane 3B; a third electrode supporting membrane 3C; first, second and third leads 21A, 21B and 21C; a sealing member 5; and holding members 6, 7. The first electrode supporting membrane 3A is pressed by the sealing member 5 onto the base section 19 surrounding the aperture part of the recessed section 13, and the first, second and third leads 21A, 21B and 21C and electrodes 32A, 32B and 32C which are disposed in a stacked state in the recessed section 13, are brought into pressured contact with each other respectively by the first electrode supporting membrane 3A being pressed by the sealing member 5 onto the base section 19. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、定電位電解式ガスセンサに関するものであり、より詳細には、電極が形成された薄膜を積層した構成を有する定電位電解式ガスセンサに関するものである。   The present invention relates to a constant potential electrolytic gas sensor, and more particularly to a constant potential electrolytic gas sensor having a configuration in which thin films on which electrodes are formed are stacked.

従来、例えば、廃棄物焼却炉、ボイラー炉、エンジンなどの排ガス中の二酸化硫黄(SO2)、窒素酸化物(NOx)、一酸化炭素(CO)などの被検ガスを検知し、その量を測定するのに用いられる定電位電解式ガスセンサがある。 Conventionally, for example, detected gases such as sulfur dioxide (SO 2 ), nitrogen oxide (NOx), carbon monoxide (CO) in exhaust gas from waste incinerators, boiler furnaces, engines, etc. are detected, and the amount is detected. There are potentiostatic gas sensors that are used to measure.

定電位電解式ガスセンサは、被検ガスを検出する作用極と、作用極との間で電流を流す対極と、作用極の電位を制御するための参照極とを有する。これら作用極、対極、参照極は、隔膜としての多孔性のガス透過性膜(ガス拡散膜)で仕切られた空間内に配置され、この空間には電解液が収容される。隔膜は、一般に、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)などのフッ素樹脂系の撥水性(疎水性)多孔質膜から成る。被検ガスは、隔膜を透過して電解液に溶解し、作用極に接触する。被検ガスは、参照極との間の電位差が一定に保たれた作用極において電気分解され、作用極と対極との間に電気化学反応に応じて流れる電解電流が測定される。定電位電解式ガスセンサは、電解電流値が被検ガスの濃度に比例するように構成されており、この電解電流値を測定することで、被検ガスの濃度に変換することができる。   The constant potential electrolytic gas sensor has a working electrode that detects a test gas, a counter electrode that allows current to flow between the working electrode, and a reference electrode that controls the potential of the working electrode. These working electrode, counter electrode, and reference electrode are arranged in a space partitioned by a porous gas-permeable membrane (gas diffusion membrane) as a diaphragm, and an electrolytic solution is accommodated in this space. The diaphragm is generally composed of a fluororesin-based water-repellent (hydrophobic) porous membrane such as PTFE (polytetrafluoroethylene). The test gas permeates the diaphragm, dissolves in the electrolyte, and contacts the working electrode. The test gas is electrolyzed at the working electrode in which the potential difference from the reference electrode is kept constant, and the electrolytic current flowing according to the electrochemical reaction between the working electrode and the counter electrode is measured. The constant potential electrolytic gas sensor is configured such that the electrolysis current value is proportional to the concentration of the test gas, and by measuring this electrolysis current value, it can be converted to the concentration of the test gas.

そして、従来、電解液と被検ガスとの接触面に隔膜が設けられ、この隔膜の電解液側に作用極が形成された定電位電解式ガスセンサがある。この作用極は、隔膜上に、導電体(貴金属など)をスッパッタリング法や蒸着法により付着させる方法、或いは導電体(貴金属など)を樹脂で固める方法等の成膜方法により形成される(例えば、特許文献1参照。)。参照極及び対極についても、上記隔膜と同様の膜の上に形成されたものがある。本明細書では、作用極、参照極又は対極が表面に付着形成された薄膜を総称して「電極担持膜」という。又、作用極、参照極、対極が表面に付着形成された薄膜を、それぞれ「作用極担持膜」、「参照極担持膜」、「対極担持膜」という。   Conventionally, there is a constant potential electrolytic gas sensor in which a diaphragm is provided on a contact surface between an electrolyte and a test gas, and a working electrode is formed on the electrolyte side of the diaphragm. This working electrode is formed on the diaphragm by a film forming method such as a method of attaching a conductor (noble metal or the like) by a sputtering method or a vapor deposition method, or a method of solidifying a conductor (noble metal or the like) with a resin ( For example, see Patent Document 1.) Some of the reference electrode and the counter electrode are formed on a film similar to the above diaphragm. In the present specification, a thin film having a working electrode, a reference electrode or a counter electrode attached to the surface is collectively referred to as an “electrode carrying film”. In addition, the thin films having the working electrode, the reference electrode, and the counter electrode attached to the surface are referred to as “working electrode carrying film”, “reference electrode carrying film”, and “counter electrode carrying film”, respectively.

ところで、従来、上述のような電極担持膜を用いる定電位電解式ガスセンサにおいて、図5に示すように、作用極担持膜203Aと参照極担持膜203Bと対極担持膜203Cとを、電解液を吸収した電解液保持部材204A、204Bを介して交互に挟み込んだ積層構造でセンサケース201内に収納したものがある。   By the way, in the conventional constant potential electrolytic gas sensor using the electrode supporting film as described above, as shown in FIG. 5, the working electrode supporting film 203A, the reference electrode supporting film 203B, and the counter electrode supporting film 203C absorb the electrolytic solution. Some of them are housed in the sensor case 201 in a laminated structure in which the electrolyte solution holding members 204A and 204B are alternately sandwiched.

即ち、図6により詳しく示すように、撥水性の膜231A、231B、231C上にそれぞれ作用極232A、参照極232B、対極232Cが形成されて、作用極担持膜203A、参照極担持膜203B、対極担持膜203Cが構成される。そして、これら作用極担持膜203A、参照極担持膜203B、対極担持膜203Cが、第1、第2の電解液保持部材204A、204Bを介して積層される。このように、作用極、参照極、対極について電極担持膜を用いる構成では、センサ間で電極の性能を比較的に均質に揃えることが容易であり、又これら電極担持膜群を積層する構成では、構造が簡単で製造が容易であるなどの利点を有する。   That is, as shown in more detail in FIG. 6, the working electrode 232A, the reference electrode 232B, and the counter electrode 232C are formed on the water-repellent films 231A, 231B, and 231C, respectively, and the working electrode carrying film 203A, the reference electrode carrying film 203B, and the counter electrode A support film 203C is formed. Then, the working electrode support film 203A, the reference electrode support film 203B, and the counter electrode support film 203C are stacked via the first and second electrolyte solution holding members 204A and 204B. As described above, in the configuration using the electrode supporting film for the working electrode, the reference electrode, and the counter electrode, it is easy to make the electrode performance relatively uniform between the sensors, and in the configuration in which these electrode supporting film groups are stacked. , And has advantages such as simple structure and easy manufacture.

このような従来の定電位電解式ガスセンサでは、作用極232A、参照極232B及び対極232Bのそれぞれに対するリード線221A、221B、221Cは、積層構造の各層の間から引き出されて、定電位電解式ガスセンサの外部との電気信号の授受のためのコンタクトピン222A、222B、222Cとそれぞれ接続されている。   In such a conventional constant potential electrolytic gas sensor, the lead wires 221A, 221B, and 221C for the working electrode 232A, the reference electrode 232B, and the counter electrode 232B are drawn from between the layers of the laminated structure, and the constant potential electrolytic gas sensor. Are respectively connected to contact pins 222A, 222B, and 222C for exchanging electrical signals with the outside.

そして、これらのリード線221A、221B、221Cは、それぞれが引き出される層間から電解液が漏れないように、作用極担持膜203A、参照極担持膜203B、対極担持膜203Cを構成する撥水性の薄膜231A、231B、231Cで挟まれている。又、被検ガスが作用極担持膜203Aを通してのみ供給されるように限定して測定精度を維持するために、作用極担持膜203Aとセンサケースとの間に隙間ができないように、作用極担持膜203AはOリングやゴムパッキン等の弾性シール部材205でセンサケース201に圧接されていた。
特開平9−43195号公報
The lead wires 221A, 221B, and 221C are water-repellent thin films that constitute the working electrode support film 203A, the reference electrode support film 203B, and the counter electrode support film 203C so that the electrolyte does not leak from the layers from which they are drawn. 231A, 231B, and 231C. Further, in order to maintain the measurement accuracy by limiting the test gas to be supplied only through the working electrode carrying film 203A, the working electrode carrying is carried out so that there is no gap between the working electrode carrying film 203A and the sensor case. The film 203A was pressed against the sensor case 201 with an elastic seal member 205 such as an O-ring or rubber packing.
Japanese Patent Laid-Open No. 9-43195

しかしながら、本発明者らの検討により、従来の定電位電解式ガスセンサでは、次のような問題があることが分かった。   However, as a result of studies by the present inventors, it has been found that the conventional constant potential electrolytic gas sensor has the following problems.

先ず、上述のように、作用極担持膜203Aと参照極担持膜203Bと対極担持膜203Cとを用い、これらを積層構成でセンサケース201に収容した定電位電解式ガスセンサでは、電極担持膜を構成する弾性のある高分子膜を積層して、その最上部の隔膜(通常、作用極担持膜)をOリングやゴムパッキン等の弾性シール部材205で押さえてシールを行っている。   First, as described above, in the potentiostatic gas sensor in which the working electrode support film 203A, the reference electrode support film 203B, and the counter electrode support film 203C are used and are housed in the sensor case 201 in a stacked configuration, the electrode support film is configured. An elastic polymer film is laminated, and the uppermost diaphragm (usually a working electrode support film) is pressed by an elastic seal member 205 such as an O-ring or rubber packing to perform sealing.

そのため、Oリングやゴムパッキンによる電極担持膜203A、203B、203Cのセンサケース201に対する締め付け方が悪くなり易く、撥水性の薄膜間からのそれぞれのリード線221A、221B、221Cの引き出し部のシールが不十分になることがある。そのため、センサケース201内に収容された電解液が漏れる原因となっていた。   Therefore, the method of tightening the electrode carrying films 203A, 203B, 203C with the O-ring or rubber packing on the sensor case 201 is likely to deteriorate, and the seal of the lead portions of the lead wires 221A, 221B, 221C from between the water-repellent thin films It may be insufficient. As a result, the electrolyte contained in the sensor case 201 leaks.

又、従来、干渉ガスの除去の目的で、干渉ガスを吸収する吸収剤などを備えるフィルタ(干渉ガス除去フィルタ)209をセンサケース201に装着することが行われている。そして、使用環境によっては、定電位電解式ガスセンサ自体の寿命よりも早く干渉ガス除去フィルタ209の交換が必要になることがある。   Conventionally, for the purpose of removing interference gas, a filter (interference gas removal filter) 209 including an absorbent that absorbs interference gas is attached to the sensor case 201. Depending on the usage environment, the interference gas removal filter 209 may need to be replaced earlier than the life of the constant potential electrolytic gas sensor itself.

しかしながら、従来、干渉ガス除去フィルタ209は、センサケース201に装着されているため、この干渉ガス除去フィルタ209を交換する際にセンサケース201に歪みが生じ易い場合がある。そして、この歪みがセンサケース201に圧接されているOリングやゴムパッキン等のシール部材205のシール性を低下させ、センサケース201内の電解液の漏れを生じさせることがあった。   However, conventionally, since the interference gas removal filter 209 is attached to the sensor case 201, there is a case where the sensor case 201 is likely to be distorted when the interference gas removal filter 209 is replaced. This distortion may reduce the sealing performance of the sealing member 205 such as an O-ring or rubber packing that is pressed against the sensor case 201, and may cause leakage of the electrolyte in the sensor case 201.

電解液が漏れて、センサケース201内の電解液の量が減少すると、電極間が電気的に断線され、指示値異常が発生する原因になる。或いは、リード線221A、221B、221Cを伝ってしみ出た電解液がコンタクトピン222A、222B、222Cまで達して、腐食電位を生じてしまい、指示値異常を引き起こすことがあった。   When the electrolyte solution leaks and the amount of the electrolyte solution in the sensor case 201 decreases, the electrodes are electrically disconnected, causing an abnormal indication value. Alternatively, the electrolyte that oozes through the lead wires 221A, 221B, and 221C reaches the contact pins 222A, 222B, and 222C, and generates a corrosion potential, which may cause an abnormal indication value.

従って、本発明の目的は、電解液の漏れを防止することのできる定電位電解式ガスセンサを提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a constant potential electrolytic gas sensor capable of preventing leakage of an electrolytic solution.

本発明の他の目的は、電解液量の減少による電極間の電気的断線を防止して、安定した指示値を得ることのできる定電位電解式ガスセンサを提供することである。   Another object of the present invention is to provide a constant potential electrolytic gas sensor capable of obtaining a stable indicated value by preventing electrical disconnection between electrodes due to a decrease in the amount of electrolyte.

本発明の更に他の目的は、漏れた電解液によるコンタクトピンの腐食電位の発生を防止して、安定した指示値を得ることのできる定電位電解式ガスセンサを提供することである。   Still another object of the present invention is to provide a constant potential electrolytic gas sensor capable of preventing a corrosion potential of a contact pin due to a leaked electrolyte and obtaining a stable indicated value.

上記目的は本発明に係る定電位電解式ガスセンサにて達成される。要約すれば、本発明は、電解液により電気的に接続された電極間に流れる被検ガスの電解電流を検知する定電位電解式ガスセンサにおいて、電解液が収容される凹部を備えるケース本体と;前記凹部内に配置される第1の電極を備え、前記凹部の開口部を覆うように前記ケース本体に配置される第1の電極担持膜と;第2の電極を備え、前記凹部内に前記第1の電極担持膜に対して積層状態で配置される第2の電極担持膜と;第3の電極を備え、前記凹部内に前記第1、第2の電極担持膜に対して積層状態で配置される第3の電極担持膜と;前記凹部内で前記第1、第2、第3の電極のそれぞれに対して積層状態で接触するように配置される第1、第2、第3のリードと;前記第1の電極担持膜の前記凹部側とは反対側の側面上に配置されるシール部材と;前記シール部材を前記第1の電極担持膜に押し付けて前記ケース本体に取り付ける押さえ部材と;を有し、前記第1の電極担持膜は、前記シール部材で前記凹部の前記開口部を取り囲む台部に押圧され、前記凹部内に積層状態で配置された前記第1、第2、第3の電極と前記第1、第2、第3のリードとは、前記第1の電極担持膜が前記シール部材で前記台部に押圧されることによりそれぞれ圧接することを特徴とする定電位電解式ガスセンサである。   The above object is achieved by the constant potential electrolytic gas sensor according to the present invention. In summary, the present invention relates to a constant potential electrolytic gas sensor that detects an electrolytic current of a test gas that flows between electrodes electrically connected by an electrolytic solution, and a case main body having a recess in which the electrolytic solution is accommodated; A first electrode disposed in the recess, the first electrode carrying film disposed in the case body so as to cover the opening of the recess; and a second electrode; A second electrode carrying film disposed in a laminated state with respect to the first electrode carrying film; a third electrode; and a laminated state with respect to the first and second electrode carrying films in the recess A third electrode-supporting film disposed; and first, second, and third disposed in contact with each of the first, second, and third electrodes in the recessed portion in a stacked state. A lead; disposed on a side surface of the first electrode-supporting film opposite to the concave side And a pressing member that presses the seal member against the first electrode carrying film and attaches to the case body, and the first electrode carrying film is formed by the seal member and the opening of the recess. The first, second, and third electrodes and the first, second, and third leads that are pressed by a base portion that surrounds the portion and are disposed in a stacked state in the recess are the first electrode The constant potential electrolytic gas sensor according to claim 1, wherein the supporting film is pressed against the pedestal portion by the seal member.

本発明の一実施態様によると、定電位電解式ガスセンサは更に、前記第1の電極担持膜と前記第2の電極担持膜との間に、電解液を吸収した第1の電解液保持部材を有し、前記第2の電極担持膜と前記第3の電極担持膜との間に、電解液を吸収した第2の電解液保持部材を有する。   According to an embodiment of the present invention, the constant potential electrolytic gas sensor further includes a first electrolyte holding member that absorbs an electrolyte between the first electrode supporting film and the second electrode supporting film. And a second electrolytic solution holding member that has absorbed the electrolytic solution between the second electrode supporting film and the third electrode supporting film.

又、本発明の一実施態様によると、前記ケース本体は更に、前記第1、第2、第3のリードのそれぞれと電気的に接続され、前記ケース本体の外部との電気信号の授受を行うための第1、第2、第3のコンタクト部材と、前記第1、第2、第3のコンタクト部材から前記第1、第2、第3の電極へとそれぞれ前記第1、第2、第3のリードを導くための第1、第2、第3の通路と、を有し、該第1、第2、第3の通路のそれぞれの少なくとも一部を液密的に封止するように充填材が充填されている。前記充填材は、耐薬品性の樹脂から成っていてよい。又、前記第1、第2、第3の通路のうち少なくとも1つ又は全ては、前記台部上に開口していてよい。   According to an embodiment of the present invention, the case body is further electrically connected to each of the first, second, and third leads, and exchanges electrical signals with the outside of the case body. First, second, and third contact members for the first, second, and third electrodes from the first, second, and third contact members to the first, second, and third electrodes, respectively. First, second, and third passages for guiding the three leads, and at least a part of each of the first, second, and third passages is liquid-tightly sealed. Filler is filled. The filler may be made of a chemical resistant resin. In addition, at least one or all of the first, second, and third passages may be open on the platform.

本発明の好ましい一実施態様によると、前記第1の電極担持膜は、前記台部の全周にわたって、直接前記シール部材と前記台部との間に狭持される。   According to a preferred embodiment of the present invention, the first electrode carrying film is sandwiched directly between the seal member and the base part over the entire circumference of the base part.

又、本発明の一実施態様によると、定電位電解式ガスセンサは更に、被検ガスの測定に干渉する干渉ガスを除去するための着脱可能なフィルタを有し、該干渉ガス除去フィルタは、該干渉ガス除去フィルタの着脱により前記押さえ部材による前記シール部材の押さえ付け状態が変化しないように前記ケース本体に対して取り付けられている。好ましい一実施態様によると、前記干渉ガス除去フィルタは、前記ケース本体に対する前記押さえ部材の固定部とは別の位置で前記ケース本体に接続された取り付け具を介して前記ケース本体に対して取り付けられる。前記ケース本体に対する前記押さえ部材の固定部は、前記ケース本体における前記押さえ部材による前記第1の電極担持膜の押し付け方向の上流側端部近傍に設けられ、前記ケース本体に対する前記取り付け具の接続部は、前記ケース本体における前記方向の下流側端部近傍に設けられていてよい。   According to one embodiment of the present invention, the constant potential electrolytic gas sensor further includes a detachable filter for removing an interference gas that interferes with measurement of the test gas, and the interference gas removal filter includes the interference gas removal filter. The interference gas removal filter is attached to the case body so that the pressing state of the seal member by the pressing member does not change when the interference gas removal filter is attached or detached. According to a preferred embodiment, the interference gas removal filter is attached to the case main body via a fixture connected to the case main body at a position different from a fixing portion of the pressing member with respect to the case main body. . The fixing portion of the pressing member with respect to the case main body is provided in the vicinity of the upstream end portion in the pressing direction of the first electrode carrying film by the pressing member in the case main body, and the connecting portion of the attachment tool to the case main body May be provided in the vicinity of the downstream end in the direction of the case body.

本発明によれば、電解液の漏れを防止することができる。又、本発明によれば、電解液量の減少による電極間の電気的断線を防止して、安定した指示値を得ることができる。更に、本発明によれば、漏れた電解液によるコンタクトピンの腐食電位の発生を防止して、安定した指示値を得ることができる。   According to the present invention, it is possible to prevent leakage of the electrolytic solution. In addition, according to the present invention, it is possible to prevent electrical disconnection between the electrodes due to a decrease in the amount of the electrolytic solution, and to obtain a stable indication value. Furthermore, according to the present invention, it is possible to prevent the occurrence of the corrosion potential of the contact pin due to the leaked electrolyte and obtain a stable indication value.

以下、本発明に係る定電位電解式ガスセンサを図面に則して更に詳しく説明する。   Hereinafter, the constant potential electrolytic gas sensor according to the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

実施例1
図1は、本発明に係る定電位電解式ガスセンサの一実施例の概略断面を示す。又、図2は、定電位電解式ガスセンサの一実施例の組立部分断面を示す。
Example 1
FIG. 1 shows a schematic cross section of one embodiment of a controlled potential electrolytic gas sensor according to the present invention. FIG. 2 shows an assembled partial cross section of one embodiment of a potentiostatic gas sensor.

本実施例の定電位電解式ガスセンサ100は、大別して電解セル部110と、フィルタ部120とを有する。電解セル部110は、被検ガスの測定を行う定電位電解式ガスセンサ本体を構成し、フィルタ部120は、被検ガスの測定に対する干渉ガスの除去を行う。   The constant potential electrolytic gas sensor 100 of the present embodiment is roughly divided into an electrolytic cell unit 110 and a filter unit 120. The electrolysis cell unit 110 constitutes a constant potential electrolysis gas sensor main body for measuring the test gas, and the filter unit 120 removes interference gas for the measurement of the test gas.

先ず、電解セル部110について説明する。本実施例では、電解セル部110は、概略、電解液Sの収容部を構成する凹部13を備えたケース本体1と、ケース本体1に配置される電極担持膜群3A、3B、3Cと、シール部材としての弾性部材であるOリング5と、シール部材5をケース本体1に押圧して取り付ける押さえ部材としてのワッシャー6及びケース蓋7とを有する。電解セル部110は更に、電極担持膜群3A〜3Cが備える電極から引き出される第1、第2、第3のリード21A、21B、21Cと、これら第1〜第3のリード21A〜21Cが接続されてケース本体1の外部との電気信号の授受を行うためのコンタクト部材としての第1、第2、第3のコンタクトピン22A、22B、22Cとを有する。そして、ケース本体1には、第1〜第3のリード21A、21B、21Cが挿通され、又第1〜第3のコンタクトピン22A〜22Cが取り付けられる通路としての第1、第2、第3の貫通孔15A、15B、15Cが形成されている。   First, the electrolytic cell unit 110 will be described. In the present embodiment, the electrolysis cell unit 110 is roughly composed of a case body 1 having a recess 13 that constitutes a storage unit for the electrolyte S, and electrode supporting film groups 3A, 3B, and 3C disposed on the case body 1. An O-ring 5 that is an elastic member as a sealing member, and a washer 6 and a case lid 7 as pressing members that are attached by pressing the sealing member 5 to the case body 1 are provided. The electrolysis cell unit 110 further connects the first, second, and third leads 21A, 21B, and 21C drawn from the electrodes included in the electrode supporting film groups 3A to 3C, and the first to third leads 21A to 21C. The first and second contact pins 22A, 22B, and 22C as contact members for exchanging electrical signals with the outside of the case body 1 are provided. The first to third leads 21A, 21B, and 21C are inserted into the case body 1, and the first, second, and third passages as the passages to which the first to third contact pins 22A to 22C are attached. Through-holes 15A, 15B, and 15C are formed.

尚、図3は本実施例の定電位電解式ガスセンサ100のケース本体1の上面を示す。   FIG. 3 shows the upper surface of the case body 1 of the constant potential electrolytic gas sensor 100 of this embodiment.

図1及び図2におけるケース本体1は、図3中のA−A線断面を示しており、図1及び図2には、第1〜第3の貫通孔15A〜15Cのうち第1の貫通孔15A、又第1〜第3のコンタクトピン22A〜22Cのうち第1のコンタクトピン22Aが示されている。   The case main body 1 in FIGS. 1 and 2 shows a cross section taken along the line AA in FIG. 3, and in FIGS. 1 and 2, the first through-holes 15 </ b> A to 15 </ b> C are the first through holes. The first contact pin 22A among the holes 15A and the first to third contact pins 22A to 22C is shown.

更に説明すると、電解セル部110のケース本体1は、図1及び図2において下側の大径部11と上側の小径部12とを有する。大径部11は概略円柱形状を有し、小径部12は大径部11と同心の概略円筒形状を有する。   More specifically, the case main body 1 of the electrolytic cell unit 110 has a lower large-diameter portion 11 and an upper small-diameter portion 12 in FIGS. 1 and 2. The large diameter portion 11 has a substantially cylindrical shape, and the small diameter portion 12 has a substantially cylindrical shape concentric with the large diameter portion 11.

ケース本体1の大径部11には、小径部12との会合面に開口部13aを有する凹部13が形成されている。凹部13は概略円柱状の穴として形成されている。凹部13の内径は、小径部12の中空部14の内径よりも小さい。従って、大径部11と小径部12との会合面には、凹部13の開口部13aを取り囲む概略円環状の台部19が形成されている。又、凹部13の底部の略中心には、圧力調整部として、凹部13の内径よりも小さい内径を有する空間18が更に形成されている。   The large-diameter portion 11 of the case body 1 is formed with a recess 13 having an opening 13 a on the meeting surface with the small-diameter portion 12. The recess 13 is formed as a substantially cylindrical hole. The inner diameter of the concave portion 13 is smaller than the inner diameter of the hollow portion 14 of the small diameter portion 12. Therefore, a substantially annular base 19 surrounding the opening 13 a of the recess 13 is formed on the meeting surface of the large diameter portion 11 and the small diameter portion 12. In addition, a space 18 having an inner diameter smaller than the inner diameter of the concave portion 13 is further formed as a pressure adjusting portion substantially at the center of the bottom of the concave portion 13.

図3に示すように、大径部11の台部19上には、凹部13の開口部13aの縁部に沿って、好ましくは等間隔に、第1〜第3の貫通孔15A〜15Cが開口している。第1〜第3の貫通孔15A〜15Cはそれぞれ、ケース本体1の大径部11を、軸方向に貫通している。第1〜第3の貫通孔15A〜15Cのそれぞれの、台部19とは反対側の端部を封止するように第1〜第3のコンタクトピン22A〜22Cが取り付けられる。そして、第1〜第2の貫通孔15A〜15C内で、第1〜第3のリード21A〜21Cのそれぞれの一方の端部が、第1〜第3のコンタクトピン22A〜22Cに電気的に接続される。   As shown in FIG. 3, first to third through holes 15 </ b> A to 15 </ b> C are formed on the base 19 of the large-diameter portion 11 along the edge of the opening 13 a of the recess 13, preferably at equal intervals. It is open. Each of the first to third through holes 15A to 15C penetrates the large diameter portion 11 of the case body 1 in the axial direction. The first to third contact pins 22A to 22C are attached so as to seal the end portions of the first to third through holes 15A to 15C on the side opposite to the base portion 19. In each of the first to second through holes 15A to 15C, one end of each of the first to third leads 21A to 21C is electrically connected to the first to third contact pins 22A to 22C. Connected.

図4は、ケース本体1に対する電極担持膜群3A〜3Cの積層構成をより詳しく示す。本実施例では、電極担持膜群3A〜3Cは、第1の電極担持膜としての作用極担持膜3Aと、第2の電極担持膜としての参照極担持膜3Bと、第3の電極担持膜としての対極担持膜3Cとを、凹部13の外側から底部に向けてこの順序で有する。作用極担持膜3A、参照極担持膜3B、対極担持膜3Cはそれぞれ、多孔性のガス透過性膜(第1、第2、第3のガス透過性膜)31A、31B、31C上に導電性材料から成る作用極32A、参照極32B、対極32Cが形成されて構成される。   FIG. 4 shows the laminated structure of the electrode supporting film groups 3A to 3C with respect to the case body 1 in more detail. In the present embodiment, the electrode supporting film groups 3A to 3C include a working electrode supporting film 3A as a first electrode supporting film, a reference electrode supporting film 3B as a second electrode supporting film, and a third electrode supporting film. As the counter electrode supporting film 3C in this order from the outside of the recess 13 toward the bottom. The working electrode support film 3A, the reference electrode support film 3B, and the counter electrode support film 3C are electrically conductive on the porous gas permeable films (first, second, and third gas permeable films) 31A, 31B, and 31C, respectively. A working electrode 32A, a reference electrode 32B, and a counter electrode 32C made of a material are formed.

又、作用極担持膜3Aと参照極担持膜3Bとの間には第1の電解液保持部材としての第1の保水シート4Aが配置され、参照極担持膜3Bと対極担持膜3Cとの間には第2の電解液保持部材としての第2の保水シート4Bが配置される。   A first water retention sheet 4A as a first electrolyte solution holding member is disposed between the working electrode support film 3A and the reference electrode support film 3B, and between the reference electrode support film 3B and the counter electrode support film 3C. The second water retention sheet 4B as the second electrolyte solution holding member is disposed in the.

作用極担持膜3Aは、ケース本体1における被検ガスと電解液Sとの界面に、電解液Sの収容部たる凹部13の開口部13aを覆うように配置されて隔膜を構成する。そして、作用極32Aは、第1のガス透過性膜31Aの凹部13側、即ち、第1の保水シート4Aに接触する側の面に形成されている。又、参照極32Bは、第2のガス透過性膜31Bの第1の保水シート4Aに接触する側の面に形成されている。更に、対極32Cは、第3のガス透過性膜31Cの第2の保水シート4Bに接触する側の面に形成されている。   The working electrode support film 3 </ b> A is arranged at the interface between the test gas and the electrolyte S in the case body 1 so as to cover the opening 13 a of the recess 13 serving as a storage part for the electrolyte S, thereby forming a diaphragm. The working electrode 32A is formed on the recess 13 side of the first gas permeable membrane 31A, that is, on the surface in contact with the first water retention sheet 4A. The reference electrode 32B is formed on the surface of the second gas permeable membrane 31B on the side in contact with the first water retention sheet 4A. Furthermore, the counter electrode 32C is formed on the surface of the third gas permeable membrane 31C on the side in contact with the second water retention sheet 4B.

尚、本実施例では、定電位電解式ガスセンサ100は一酸化炭素(CO)センサとして構成されている。本実施例では、第1〜第3のガス透過性膜31A〜31CとしてPTFE製の薄膜を用いた。ガス透過性膜としては、シリコーン膜などのその他の多孔性高分子膜を使用することもできる。本実施例では、作用極32A、参照極32B、対極32Cとしては白金の薄膜を用いた。又、本実施例では、この作用極32A、参照極32B、対極32Cは、高分子膜に膜形成材と電極材料(導電性微粒子)との混合物を塗布して加熱焼成することによって形成される。即ち、本実施例では、作用極32A、参照極32B、対極32Cは、高分子膜としての第1〜第3のガス透過性膜(PTFE膜)上に、導電性微粒子としての白金粉末を、膜形成材としてのPTFE樹脂粉末を用いて薄膜状に固める方法により形成した。作用極32A、参照極32B、対極32の薄膜は、蒸着、スパッタリングなどのその他の製膜方法を用いて形成することもできる。又、作用極32Aとしては、通常、白金が使用されるが、パラジウム、金、銀などの貴金属、或いはカーボンも使用することができる。参照極32Bとしては、白金、金、パラジウムなどの貴金属、銀又は塩化銀メッキした銀、或いはカーボンなどを使用することができる。又、対極32Cとしては、通常、白金が使用されるが、パラジウム、金、銀などの貴金属も使用することができる。又、電解液Sとしては5M(=mol/L)の硫酸(H2SO4)を用いた。電解液Sとしては、燐酸H2PO4などのその他の酸、又はアルカリ溶液を使用することもできる。電解液Sの濃度は、通常、1〜10Mとされる。第1、第2の電解液保持部材4A、4Bとしては、ポリエステル繊維から成る不織布のシートを用いた。第1、第2の電解液保持部材4A、4Bとしては、スポンジ、濾紙などを用いることもできる。 In the present embodiment, the constant potential electrolytic gas sensor 100 is configured as a carbon monoxide (CO) sensor. In this example, a thin film made of PTFE was used as the first to third gas permeable membranes 31A to 31C. As the gas permeable membrane, other porous polymer membranes such as silicone membranes can also be used. In this example, platinum thin films were used as the working electrode 32A, the reference electrode 32B, and the counter electrode 32C. In this embodiment, the working electrode 32A, the reference electrode 32B, and the counter electrode 32C are formed by applying a mixture of a film-forming material and an electrode material (conductive fine particles) to a polymer film and baking it. . That is, in the present embodiment, the working electrode 32A, the reference electrode 32B, and the counter electrode 32C are formed of platinum powder as conductive fine particles on the first to third gas permeable films (PTFE films) as polymer films. A PTFE resin powder as a film forming material was used to form a thin film. The thin films of the working electrode 32A, the reference electrode 32B, and the counter electrode 32 can be formed using other film forming methods such as vapor deposition and sputtering. Further, platinum is usually used as the working electrode 32A, but noble metals such as palladium, gold and silver, or carbon can also be used. As the reference electrode 32B, a noble metal such as platinum, gold or palladium, silver or silver chloride-plated silver, or carbon can be used. In addition, platinum is usually used as the counter electrode 32C, but noble metals such as palladium, gold, and silver can also be used. As the electrolytic solution S, 5M (= mol / L) sulfuric acid (H 2 SO 4 ) was used. As the electrolytic solution S, other acids such as phosphoric acid H 2 PO 4 or an alkaline solution may be used. The concentration of the electrolytic solution S is usually 1 to 10M. As the first and second electrolyte solution holding members 4A and 4B, non-woven sheets made of polyester fibers were used. As the first and second electrolyte solution holding members 4A and 4B, sponges, filter papers, and the like can be used.

このように、電極担持膜群3A〜3Cは、定電位電解式ガスセンサ100を組み立てた状態で作用極担持膜3Aと参照極担持膜3Bと対極担持膜3Cとを、第1、第2の保水シート4A、4Bを介して積層した積層構造を有する。そして、第1〜第3のリード21A〜21Cの一方の端部は、この積層構造において、作用極32A、参照極32B、対極32Cにそれぞれ接触するように層間に挟み込まれて保持される。   As described above, the electrode supporting film groups 3A to 3C include the working electrode supporting film 3A, the reference electrode supporting film 3B, and the counter electrode supporting film 3C in the state where the constant potential electrolytic gas sensor 100 is assembled, and the first and second water retaining films. It has a laminated structure laminated via sheets 4A and 4B. Then, one end portion of the first to third leads 21A to 21C is sandwiched and held between the layers so as to be in contact with the working electrode 32A, the reference electrode 32B, and the counter electrode 32C in this stacked structure.

つまり、作用極32Aと第1の保水シート4Aとの間に第1のリード21Aの一方の端部が配置される。又、第1の保水シート4Aと参照極32Bとの間に第2のリード21Bの一方の端部が配置される。更に、第2の保水シート4Bと対極32Cとの間に第3のリード21Cの一方の端部が配置される。層間から引き出された第1〜第3のリード21A〜21Cはそれぞれ、所望により凹部13の内壁に沿って折り返されて、ケース本体1の台部19上に開口した第1〜第3の貫通孔15A〜15C内に導入される。そして、第1〜第3の貫通孔15A〜15Cの台部19とは反対側の端部に取り付けられた第1〜第3のコンタクトピン22A〜22Bに至る。尚、本実施例では、第1〜第3のリード21A〜21Cとしては、作用極32A、参照極32B、対極32Cと同一材料である白金から成る平坦リードを使用した。又、第1〜第3のコンタクトピンとしては、金メッキした真鍮製のものを使用した。   That is, one end of the first lead 21A is disposed between the working electrode 32A and the first water retention sheet 4A. One end of the second lead 21B is disposed between the first water retaining sheet 4A and the reference electrode 32B. Furthermore, one end portion of the third lead 21C is disposed between the second water retention sheet 4B and the counter electrode 32C. The first to third leads 21 </ b> A to 21 </ b> C drawn from the interlayer are each folded back along the inner wall of the recess 13 as desired, and opened to the top 19 of the case body 1. Introduced in 15A-15C. And it reaches 1st-3rd contact pin 22A-22B attached to the edge part on the opposite side to the base 19 of 1st-3rd through-hole 15A-15C. In this embodiment, as the first to third leads 21A to 21C, flat leads made of platinum, which is the same material as the working electrode 32A, the reference electrode 32B, and the counter electrode 32C, were used. The first to third contact pins were made of brass plated with gold.

ここで、作用極32A、参照極32B、対極32Cはそれぞれ概略円盤状に形成されており、その径は凹部13の内径と同等又はそれよりも小さい。又、第2のガス透過性膜31B、第3のガス透過性膜31C、第1の保水シート4A、第2の保水シート4Bもそれぞれ概略円盤状に形成されており、その径は凹部13の内径と同等又はそれよりも小さい。本実施例では、作用極32A、参照極32B、対極32Cの径は、第2、第3のガス透過性膜31B、31Cの径よりも小さくされており、又第1、第2の保水シート4A、4Bの径は第2、第3のガス透過性膜31B、31Cの径とほぼ同じである。一方、第1のガス透過性膜31Aは、凹部13の内径よりも大きく、且つ、小径部12の中空部14の内径と同等又はそれよりも小さい径を有する概略円盤形状に形成されている。そして、これらの円盤状部の各部材は、互いに略同心的に、又凹部13と略同心的に配置される。   Here, the working electrode 32 </ b> A, the reference electrode 32 </ b> B, and the counter electrode 32 </ b> C are each formed in a substantially disk shape, and the diameter thereof is equal to or smaller than the inner diameter of the recess 13. Further, the second gas permeable membrane 31B, the third gas permeable membrane 31C, the first water retaining sheet 4A, and the second water retaining sheet 4B are each formed in a substantially disc shape, and the diameter thereof is that of the recess 13. It is equal to or smaller than the inner diameter. In the present embodiment, the diameters of the working electrode 32A, the reference electrode 32B, and the counter electrode 32C are smaller than the diameters of the second and third gas permeable membranes 31B and 31C, and the first and second water retaining sheets. The diameters of 4A and 4B are substantially the same as the diameters of the second and third gas permeable membranes 31B and 31C. On the other hand, the first gas permeable membrane 31 </ b> A is formed in a substantially disk shape having a diameter larger than the inner diameter of the concave portion 13 and equal to or smaller than the inner diameter of the hollow portion 14 of the small diameter portion 12. The members of these disk-shaped parts are arranged substantially concentrically with each other and substantially concentrically with the recess 13.

これにより、作用極32A、参照極担持膜3B(即ち、第2のガス透過性膜31B及び参照極32B)、対極担持膜3C(即ち、第3のガス透過性膜31C及び対極32C)、第1の保水シート4A及び第2の保水シート4Bは凹部13内に収容されるが、第1のガス透過性膜31Aは凹部13内には配置されず、この第1のガス透過性膜31Aの外縁部より内側の所定範囲がケース本体1の台部19上に配置される。   Accordingly, the working electrode 32A, the reference electrode supporting film 3B (that is, the second gas permeable film 31B and the reference electrode 32B), the counter electrode supporting film 3C (that is, the third gas permeable film 31C and the counter electrode 32C), The first water retaining sheet 4A and the second water retaining sheet 4B are accommodated in the recess 13, but the first gas permeable membrane 31A is not disposed in the recess 13, and the first gas permeable membrane 31A A predetermined range on the inner side of the outer edge is disposed on the base 19 of the case body 1.

電極担持膜群3A〜3C及び第1、第2の保水シート4A、4Bをケース本体1に配置する際には、先ず、第1〜第3のリード21A〜21Cを第1〜第3の貫通孔15A〜15Cに挿通し、それぞれの一方の端部が電気的に接続されるように、第1〜第3の貫通孔15A〜15Cの台部19とは反対側の端部に第1〜第3のコンタクトピン22A〜22Cを取り付ける。次に、対極担持膜3Cを凹部13に配置し、その後、第3のリード21Cの一方の端部が対極32Cに接触するように、台部19上に開口した第3の貫通孔15Cから外部に伸長している第3のリード21Cを凹部13の内壁に沿って屈曲させる。次に、第2の保水シート4Bを、対極32Cとの間で第3のリード21Cを挟むように、対極担持膜3C上に配置する。次に、参照極担持膜3Bを第2の保水シート4B上に配置し、その後、第2のリード21Bの一方の端部が参照極32Bに接触するように、台部19上に開口した第2の貫通孔15Bから外部に伸長している第2のリード21Bを凹部13の内壁に沿って屈曲させる。次に、第1の保水シート4Aを、参照極32Bとの間で第2のリード21Bを挟むように、参照極担持膜3B上に配置する。次に、第1のリード21Aの一方の端部が、次に配置する作用極担持膜3Aの作用極32Aに接触するように、台部19上に開口した第1の貫通孔15Aから外部に伸長している第1のリード21Aを屈曲させる。作用極32Aは、台部19とほぼ同一平面に配置されるので、第1のリードAは、凹部13の内壁に沿ってはほとんど屈曲させる必要はない。そして、最後に作用極担持膜3Aを、作用極32Aと第1の保水シート4Aとの間に第1のリード21Aを挟むように、台部19上に配置する。尚、作用極担持膜3Aは、第1、第2の保水シート4A、4Bに十分に電解液Sが含浸されると共に、凹部13内に所定量の電解液Sが充填された状態で、台部19上に配置される。   When the electrode supporting film groups 3A to 3C and the first and second water retaining sheets 4A and 4B are arranged on the case body 1, first, the first to third leads 21A to 21C are first passed through the first to third penetrations. First to third ends of the first through third through holes 15A to 15C opposite to the base portion 19 are inserted through the holes 15A to 15C and electrically connected to one end of each. Third contact pins 22A to 22C are attached. Next, the counter electrode carrying film 3C is disposed in the recess 13, and then the third lead 21C is externally connected to the third through hole 15C opened on the base 19 so that one end of the third lead 21C contacts the counter electrode 32C. The third lead 21 </ b> C extending in the direction is bent along the inner wall of the recess 13. Next, the 2nd water retention sheet | seat 4B is arrange | positioned on the counter electrode carrying | support film | membrane 3C so that the 3rd lead | lead 21C may be pinched | interposed between 32C of counter electrodes. Next, the reference electrode carrying film 3B is disposed on the second water retaining sheet 4B, and then the second lead 21B is opened on the base 19 so that one end of the second lead 21B contacts the reference electrode 32B. The second lead 21 </ b> B extending outward from the two through holes 15 </ b> B is bent along the inner wall of the recess 13. Next, the first water retaining sheet 4A is disposed on the reference electrode supporting film 3B so that the second lead 21B is sandwiched between the first water retaining sheet 4A and the reference electrode 32B. Next, one end of the first lead 21A contacts the working electrode 32A of the working electrode carrying film 3A to be placed next from the first through hole 15A opened on the base 19 to the outside. The extending first lead 21A is bent. Since the working electrode 32 </ b> A is disposed in substantially the same plane as the base 19, the first lead A is hardly required to be bent along the inner wall of the recess 13. Finally, the working electrode support film 3A is disposed on the base 19 so that the first lead 21A is sandwiched between the working electrode 32A and the first water retention sheet 4A. The working electrode support film 3A is a base plate in a state in which the first and second water retention sheets 4A and 4B are sufficiently impregnated with the electrolytic solution S and the recessed portion 13 is filled with a predetermined amount of the electrolytic solution S. Arranged on the part 19.

電極担持膜群3A〜3C及び第1、第2の保水シート4A、4Bをケース本体1に配置した状態で、Oリング5が取り付けられたワッシャー6がケース本体1上に配置される。そして、ケース蓋7が、ワッシャー6をケース本体1に押圧するようにして、ケース本体1に取り付けられる。   A washer 6 to which an O-ring 5 is attached is disposed on the case body 1 in a state where the electrode supporting film groups 3A to 3C and the first and second water retention sheets 4A and 4B are disposed on the case body 1. Then, the case lid 7 is attached to the case body 1 so as to press the washer 6 against the case body 1.

即ち、ワッシャー6は、概略円柱状の中心穴部61を有するリング状部材であり、ケース本体1側の外縁部が切り欠かれてシール部材保持部(段部)62が形成されている。ワッシャー6の中心穴部61の内径は、ケース本体1の凹部13の内径と同等又はそれよりも大きい。一方、ワッシャー6の最大外径は、ケース本体1の小径部12の中空部14及びその開口部14aの内径と同等又はそれよい小さい。そして、このワッシャー6は、Oリング5が設けられた側から、ケース本体1の小径部12の中空部14内に配置される。   That is, the washer 6 is a ring-shaped member having a substantially cylindrical center hole 61, and an outer edge portion on the case body 1 side is cut away to form a seal member holding portion (step portion) 62. The inner diameter of the center hole 61 of the washer 6 is equal to or larger than the inner diameter of the recess 13 of the case body 1. On the other hand, the maximum outer diameter of the washer 6 is equal to or smaller than the inner diameter of the hollow portion 14 of the small diameter portion 12 of the case body 1 and the opening portion 14a. And this washer 6 is arrange | positioned in the hollow part 14 of the small diameter part 12 of the case main body 1 from the side in which the O-ring 5 was provided.

これにより、Oリング5が、台部19上に配置された作用極担持膜3Aの外縁部近傍に配置される。本実施例では、第1〜第3の貫通孔15A〜15Cは、台部19上において、凹部13の縁部よりに開口している。従って、作用極担持膜3Aの第1のガス透過性膜31Aは、台部19の全周にわたって、直接Oリング5と台部19との間に狭持される。又、Oリング5は、ケース本体1の小径部12の中空部14の内壁に圧接する。尚、Oリング5の他にゴムパッキンなどのその他の弾性部材をシール部材として用いてもよい。   Thereby, the O-ring 5 is disposed in the vicinity of the outer edge portion of the working electrode carrying film 3 </ b> A disposed on the base 19. In the present embodiment, the first to third through holes 15 </ b> A to 15 </ b> C are opened from the edge of the recess 13 on the base 19. Therefore, the first gas permeable membrane 31A of the working electrode supporting membrane 3A is directly sandwiched between the O-ring 5 and the pedestal portion 19 over the entire circumference of the pedestal portion 19. The O-ring 5 is in pressure contact with the inner wall of the hollow portion 14 of the small diameter portion 12 of the case body 1. In addition to the O-ring 5, other elastic members such as rubber packing may be used as the seal member.

ケース蓋7は袋ナット状部材であり、内周面に、ケース本体1の小径部12の外周に形成されたネジ部18に噛合するネジ部73が形成されている。ケース蓋7は、中心開口部71を有する。この中心開口部71は、ワッシャー6の中心穴部61と略同径で、ケース蓋7をケース本体1に取り付けた状態でワッシャー6の中心穴部61と同心に配置される。ワッシャー6をケース本体1に配置した後に、ケース蓋7をケース本体1の小径部12に螺合することにより、ケース蓋7の中心開口部71を取り巻くフランジ部72により、ワッシャー6をケース本体1に押圧することができる。   The case lid 7 is a cap nut-like member, and a screw portion 73 that meshes with the screw portion 18 formed on the outer periphery of the small diameter portion 12 of the case main body 1 is formed on the inner peripheral surface. The case lid 7 has a center opening 71. The central opening 71 is substantially the same diameter as the central hole 61 of the washer 6 and is arranged concentrically with the central hole 61 of the washer 6 with the case lid 7 attached to the case body 1. After the washer 6 is disposed on the case main body 1, the case lid 7 is screwed into the small-diameter portion 12 of the case main body 1, whereby the washer 6 is attached to the case main body 1 by the flange portion 72 surrounding the central opening 71 of the case lid 7. Can be pressed.

尚、ケース蓋7は、螺合によりケース本体1に固定することに限定されるものではなく、例えば、圧入嵌合によってケース本体1に固定されるものであってもよい。又、本実施例では、押さえ部材は、シール部材たるOリング5を直接押圧するワッシャー6と、このワッシャー6を押圧してケース本体1に取り付けるケース蓋7との2個の部材に分かれている。これにより、螺合によりケース蓋7をケース本体1に固定する場合には、シール部材を押しつける動作と、螺合のための回転動作とを簡易な構成で分離し、電極担持膜にしわ等が発生するのを好適に防止することができる。但し、本発明はこれに限定されるものではなく、所望により押さえ部材は単一の部材であってもよいし、或いは更に多数(3個以上)の部材に分かれて構成されていてもよい。   The case lid 7 is not limited to being fixed to the case main body 1 by screwing, and may be fixed to the case main body 1 by press fitting, for example. In this embodiment, the pressing member is divided into two members: a washer 6 that directly presses the O-ring 5 that is a sealing member, and a case lid 7 that presses the washer 6 and is attached to the case body 1. . Thus, when the case lid 7 is fixed to the case body 1 by screwing, the operation of pressing the seal member and the rotation operation for screwing are separated with a simple configuration, and the electrode carrying film is wrinkled. Generation | occurrence | production can be prevented suitably. However, the present invention is not limited to this, and the pressing member may be a single member or may be divided into a large number (three or more) members as desired.

このように、本実施例の定電位電解式ガスセンサ100では、作用極担持膜3Aは、ケース本体1の凹部13の開口部13aを取り囲む台部19に、ワッシャー6及びケース蓋7を用いてOリング5で押圧される。そして、図中作用極担持膜3Aより下層に積層されて凹部13内に配置された第1の保水シート4A、参照極担持膜3B、第2の保水シート4B及び対極担持膜3Cは、凹部13内で作用極担持膜3Aにより押圧される。これにより、凹部13は液密的に封止され、且つ、凹部13内に積層状態で配置された作用極32A、参照極32B、対極32Cと、第1、第2、第3のリード21A、21B、21Cとのそれぞれは互いに圧接される。   As described above, in the constant potential electrolytic gas sensor 100 of the present embodiment, the working electrode support film 3 </ b> A is formed on the base 19 surrounding the opening 13 a of the recess 13 of the case body 1 using the washer 6 and the case lid 7. It is pressed by the ring 5. In the figure, the first water retention sheet 4A, the reference electrode support film 3B, the second water retention sheet 4B, and the counter electrode support film 3C stacked in the lower layer than the working electrode support film 3A and disposed in the recess 13 Is pressed by the working electrode support film 3A. Accordingly, the recess 13 is sealed in a liquid-tight manner, and the working electrode 32A, the reference electrode 32B, the counter electrode 32C, and the first, second, and third leads 21A, Each of 21B and 21C is in pressure contact with each other.

即ち、本実施例の定電位電解式ガスセンサ100では、積層された電極担持膜のうち最上部の作用極担持膜3Aだけを押し付けてシールする台部19が設けられている。これにより、電解液Sの収容部に対して最外部に配置される作用極担持膜3Aの第1のガス透過性膜31A、即ち、隔膜を、この台部19にしっかりと押し付けることができる。従って、凹部13は、作用極担持膜3AのOリング5が設けられた側に対して液密的に封止され、凹部13から小径部12側に電解液Sが漏れないようにすることができる。   That is, the constant potential electrolysis gas sensor 100 of the present embodiment is provided with the base 19 for pressing and sealing only the uppermost working electrode support film 3A among the stacked electrode support films. As a result, the first gas permeable membrane 31A of the working electrode support membrane 3A arranged on the outermost part with respect to the electrolytic solution S accommodating portion, that is, the diaphragm can be firmly pressed against the base portion 19. Therefore, the recess 13 is sealed in a liquid-tight manner with respect to the side where the O-ring 5 of the working electrode support film 3A is provided, so that the electrolyte S does not leak from the recess 13 to the small diameter portion 12 side. it can.

又、凹部13内に配置された第1の保水シート4A、参照極担持膜3B、第2の保水シート4B及び対極担持膜3Cは、上述のようにしっかりと台部19に押し付けられた作用極担持膜3Aによって、凹部13内で圧縮される。これにより、層間に配置された第1〜第3のリード21A〜21Cの一方の端部はそれぞれ、確実に作用極32A、参照極32B又は対極32Cに圧接されて電気的に接続される。このように層間に挟み込むことで第1〜第3のリード21A〜21Cとそれぞれの電極との電気的接続を得ることにより、定電位電解式ガスセンサ100の構造が簡易となり、製造が容易であるだけではなく、典型的には同一の材料(白金)で形成される第1〜第3のリード21A〜21Bとそれぞれの電極とが単に接触により電気的に接続されるので、異種金属間の接触による望ましくない電流の発生を防止することができる。   Further, the first water retaining sheet 4A, the reference electrode supporting film 3B, the second water retaining sheet 4B, and the counter electrode supporting film 3C disposed in the recess 13 are firmly pressed against the pedestal portion 19 as described above. The carrier film 3A is compressed in the recess 13. Accordingly, one end of each of the first to third leads 21A to 21C arranged between the layers is surely pressed and electrically connected to the working electrode 32A, the reference electrode 32B, or the counter electrode 32C. Thus, by sandwiching between the layers to obtain electrical connection between the first to third leads 21A to 21C and the respective electrodes, the structure of the potentiostatic gas sensor 100 is simplified and the manufacturing is easy. Instead, the first to third leads 21A to 21B, which are typically made of the same material (platinum), and the respective electrodes are simply electrically connected to each other by contact. Generation of an undesirable current can be prevented.

上述のように、本実施例では、撥水性のPTFE膜から成る第1のガス透過性膜31Aを直接ケース本体1の台部19にしっかりと押し付けてシールする。そのため、この撥水性の第1のガス透過性膜31Aと、台部19の周方向において異なる位置で開口した第1〜第3の貫通孔15A〜15Cから凹部13の内部へと伸長する第1〜第3のリード21A〜21Cとの間は、通常の使用状態においてほぼ完全な液密状態を達成することができる。図5及び図6を参照して説明した従来の構成と比較して、リード線の引き出し部における液密性は格段に向上している。しかし、定電位電解式ガスセンサ100の使用される環境の温度変化などにより凹部13の内圧が変化するような場合には、この液密性が低下することが考えられる。   As described above, in this embodiment, the first gas permeable membrane 31A made of a water-repellent PTFE membrane is directly pressed against the base 19 of the case body 1 for sealing. Therefore, the first gas permeable film 31A having the water repellency and the first through third through holes 15A to 15C opened at different positions in the circumferential direction of the pedestal 19 extend into the recess 13. Between the third leads 21A to 21C, a substantially complete liquid-tight state can be achieved in a normal use state. Compared with the conventional configuration described with reference to FIGS. 5 and 6, the liquid tightness in the lead-out portion of the lead wire is remarkably improved. However, when the internal pressure of the recess 13 changes due to a change in the temperature of the environment in which the constant potential electrolytic gas sensor 100 is used, it is conceivable that the liquid tightness is lowered.

そこで、本実施例の定電位電解式ガスセンサ100では更に、第1〜第3の貫通孔15A〜15Cにおいて台部19上の開口部から第1〜第3のコンタクトピン22A〜22Cまでの間のそれぞれの少なくとも一部、本実施例では全部を、液密的に封止するように、充填材23A、23B、23Cを充填する。充填材23A〜23Cとしては、電解液Sに対して十分な耐性を有するものを用いる。又、充填材23A〜23Cは、第1〜第3のリード21A〜21Cと接触しても望ましくない電流を発生することがないように絶縁性の材料であることが好ましい。充填材23A〜23Cとしては、電解液Sとして用いられる硫酸に対して十分な耐性を有する耐薬品性の樹脂、例えば、接着剤を好適に用いることができる。本実施例では充填材23A〜23Bとしてエポキシ樹脂接着剤を用いた。   Therefore, in the constant potential electrolytic gas sensor 100 of the present embodiment, the first through third through holes 15A to 15C are further provided between the opening on the base 19 and the first to third contact pins 22A to 22C. Filling materials 23A, 23B, and 23C are filled so that at least a part of each, in the present embodiment, the whole is hermetically sealed. As the fillers 23A to 23C, those having sufficient resistance to the electrolytic solution S are used. The fillers 23A to 23C are preferably insulating materials so as not to generate an undesired current even if they contact the first to third leads 21A to 21C. As the fillers 23 </ b> A to 23 </ b> C, a chemical-resistant resin having sufficient resistance to the sulfuric acid used as the electrolytic solution S, for example, an adhesive can be suitably used. In this example, an epoxy resin adhesive was used as the fillers 23A to 23B.

このように、本実施例の定電位電解式ガスセンサ100では、第1〜第3のリード21A〜21Cは、積層された各電極から引き出された後、ケース本体1の台部19上に開口した第1〜第3の貫通孔15A〜15Cを通って第1〜第3のコンタクトピン22A〜22Cと接合されるが、この第1〜第3の貫通孔15A〜15Cの中を充填材23A〜23Cでそれぞれ充填することで、電解液Sが第1〜第3のコンタクトピン22A〜22Cに到達しないようにした。これにより、たとえ電解液Sが、第1のガス透過性膜31Aと台部19との間を第1〜第3のリード21A〜21Cを伝って第1〜第3の貫通孔15A〜15Cの開口部に到達したとしても、この開口部から第1〜第3のコンタクトピン22A〜22Cまでの間に充填された充填材23A〜23Cによって、電解液Sが第1〜第3のコンタクトピン22A〜22Cに接触することを防止することができる。   As described above, in the constant potential electrolytic gas sensor 100 according to the present embodiment, the first to third leads 21A to 21C are opened on the base 19 of the case body 1 after being drawn out from the stacked electrodes. The first through third through holes 15A through 15C are joined to the first through third contact pins 22A through 22C, and the first through third through holes 15A through 15C are filled with the fillers 23A through 23A. By filling each with 23C, the electrolytic solution S was prevented from reaching the first to third contact pins 22A to 22C. As a result, even if the electrolytic solution S passes through the first to third leads 21A to 21C between the first gas permeable membrane 31A and the pedestal 19, the first to third through holes 15A to 15C. Even when it reaches the opening, the electrolyte S is filled with the first to third contact pins 22A by the fillers 23A to 23C filled between the opening and the first to third contact pins 22A to 22C. It can prevent contacting to -22C.

尚、充填材23A〜23Cを用いる場合には、第1〜第3の貫通孔15A〜15Cは台部19上に開口していなくてもよい。即ち、本実施例では第1〜第3の貫通孔15A〜15Cの全てが台部19上で開口しているが、これら第1〜第3の貫通孔15A〜15Cのうち少なくとも1つ又は全てが凹部13内で開口していてもよい。例えば、第1〜第3の貫通孔15A〜15Cのうち少なくとも1つ又は全てが凹部13の底面又は側壁にて開口しており、そこからリード線が電極へと導かれていてもよい。この場合も、充填材によって、コンタクトピンまで電解液が到達することを防止することができる。   When the fillers 23A to 23C are used, the first to third through holes 15A to 15C may not be opened on the base portion 19. That is, in the present embodiment, all of the first to third through holes 15A to 15C are open on the base 19, but at least one or all of the first to third through holes 15A to 15C are open. May open in the recess 13. For example, at least one or all of the first to third through holes 15 </ b> A to 15 </ b> C may be opened at the bottom surface or the side wall of the recess 13, and the lead wire may be led to the electrode therefrom. Also in this case, it is possible to prevent the electrolyte from reaching the contact pin by the filler.

次に、フィルタ部120について説明する。本実施例では、フィルタ部120は、フィルタ取り付け具8と、干渉ガス除去フィルタ9とを有する。ケース本体1に取り付けられたフィルタ取り付け具8に干渉ガス除去フィルタ9を装着することにより、干渉ガス除去フィルタ9はケース本体1に対して着脱自在に取り付けられる。   Next, the filter unit 120 will be described. In the present embodiment, the filter unit 120 includes a filter attachment 8 and an interference gas removal filter 9. The interference gas removal filter 9 is detachably attached to the case body 1 by attaching the interference gas removal filter 9 to the filter attachment 8 attached to the case body 1.

更に説明すると、取り付け具8は、中空部81を有する円筒状部材であり、その軸線方向一方の端部(図中下側)の内周面には、ケース本体1の大径部11の外周に形成されたネジ部17に噛合するネジ部82が形成されている。取り付け具8は、ケース蓋7を取り付けた後のケース本体1のケース蓋7側から被せて、大径部11に螺合する。   More specifically, the attachment 8 is a cylindrical member having a hollow portion 81, and the outer peripheral surface of the large-diameter portion 11 of the case body 1 is provided on the inner peripheral surface of one end portion (the lower side in the drawing) in the axial direction. A screw portion 82 is formed to be engaged with the screw portion 17 formed in the above. The attachment 8 is placed from the case lid 7 side of the case body 1 after the case lid 7 is attached, and is screwed into the large diameter portion 11.

尚、取り付け具8は、螺合によりケース本体1に固定することに限定されるものではなく、例えば、圧入嵌合によってケース本体1に固定されるものであってもよい。   In addition, the fixture 8 is not limited to fixing to the case main body 1 by screwing, For example, you may fix to the case main body 1 by press fitting.

そして、取り付け具8の軸線方向他方の端部(図中上側)に、干渉ガス除去フィルタ9が取り付けられる。干渉ガス除去フィルタはフィルタ本体91と、このフィルタ本体91の外周に取り付けられたフィルタシール部材92とを有する。フィルタシール部92を、上記取り付け具8の端部の内周面に対して圧入嵌合することによって、干渉ガス除去フィルタ9は、しっかりと取り付け具8に取り付けられる。フィルタ本体91は通気性を有し、定電位電解式ガスセンサ100の雰囲気ガスを電解セル部110に向けて通過させ、又電解セル部110からのガスを定電位電解式ガスセンサ100の外部に向けて通過させるが、その通気経路に、電解セル部110における測定に影響を及ぼす干渉ガスを吸収する吸収剤が設けられている。本実施例では、定電位電解式ガスセンサ100はCOセンサとして構成されているので、フィルタ本体91には、干渉ガスであるNO2を吸収して除去する吸収剤が設けられている。 An interference gas removal filter 9 is attached to the other end (upper side in the figure) of the attachment 8 in the axial direction. The interference gas removal filter includes a filter main body 91 and a filter seal member 92 attached to the outer periphery of the filter main body 91. The interference gas removal filter 9 is firmly attached to the fixture 8 by press-fitting the filter seal portion 92 to the inner peripheral surface of the end of the fixture 8. The filter main body 91 has air permeability and allows the atmospheric gas of the constant potential electrolytic gas sensor 100 to pass toward the electrolytic cell unit 110, and the gas from the electrolytic cell unit 110 to the outside of the constant potential electrolytic gas sensor 100. Although it is allowed to pass through, an absorbent that absorbs interference gas that affects measurement in the electrolytic cell unit 110 is provided in the ventilation path. In the present embodiment, since the constant potential electrolytic gas sensor 100 is configured as a CO sensor, the filter main body 91 is provided with an absorbent that absorbs and removes NO 2 that is an interference gas.

尚、本実施例では、ケース本体1、ワッシャー6、ケース蓋7、取り付け具8はプラスチックによって成型されている。   In the present embodiment, the case main body 1, the washer 6, the case lid 7, and the fixture 8 are molded from plastic.

このように、本実施例では、干渉ガス除去フィルタ9は、この干渉ガス除去フィルタ9の着脱によりワッシャー6及びケース蓋7によるOリング5の押さえ付け状態が変化しないようにケース本体1に対して取り付けられている。より詳しくは、本実施例の定電位電解式ガスセンサ100では、上述の台部19におけるシール部と充填材23A〜23Cの充填部とを含む電解セル部(電解セル形成部品)110と、干渉ガス除去フィルタ9を装着する取り付け具8とを独立させる。そして、干渉ガス除去フィルタ9は、電解セル部110におけるOリング5による第1のガス透過性膜31Aの押さえ付けに直接に影響を与えない部分、本実施例ではケース本体1の基部(底部)である大径部11に対して別部材として接続された取り付け具8を介して、電解セル部110に取り付けた。   Thus, in this embodiment, the interference gas removal filter 9 is attached to the case body 1 so that the pressing state of the O-ring 5 by the washer 6 and the case lid 7 does not change by the attachment / detachment of the interference gas removal filter 9. It is attached. More specifically, in the constant potential electrolytic gas sensor 100 of the present embodiment, an electrolysis cell portion (electrolysis cell forming component) 110 including the seal portion in the above-described base portion 19 and the filling portions of the fillers 23A to 23C, and interference gas. The attachment 8 to which the removal filter 9 is attached is made independent. The interference gas removal filter 9 is a portion that does not directly affect the pressing of the first gas permeable membrane 31A by the O-ring 5 in the electrolysis cell portion 110, which is the base portion (bottom portion) of the case body 1 in this embodiment. It attached to the electrolysis cell part 110 via the fixture 8 connected as another member with respect to the large diameter part 11 which is.

即ち、本実施例では、干渉ガス除去フィルタ9は、ケース本体1に対するケース蓋7の固定部とは別の位置でケース本体1に接続された取り付け具8を介してケース本体1に対して取り付けられる。特に、本実施例では、ケース本体1に対するケース蓋7の固定部は、ケース本体1におけるワッシャー6及びケース蓋7による作用極担持膜3Aの押し付け方向の上流側端部近傍に設けられ、ケース本体1に対する取り付け具8の接続部は、ケース本体1における同方向の下流側端部近傍に設けられる。この取り付け具8の接続部は、シール部材の押さえ部材であるワッシャー6及びケース蓋7とは別部材で、又これらワッシャー6及びケース7が取り付けられる比較的薄肉の小径部とは離隔されている、ケース本体1の基部である比較的厚肉の大径部11に相当する。   In other words, in this embodiment, the interference gas removal filter 9 is attached to the case body 1 via the attachment 8 connected to the case body 1 at a position different from the fixing portion of the case lid 7 with respect to the case body 1. It is done. In particular, in the present embodiment, the fixing portion of the case lid 7 with respect to the case main body 1 is provided in the vicinity of the upstream end in the pressing direction of the working electrode support film 3A by the washer 6 and the case lid 7 in the case main body 1. 1 is provided in the vicinity of the downstream end of the case body 1 in the same direction. The connecting portion of the attachment 8 is a separate member from the washer 6 and the case lid 7 which are pressing members for the seal member, and is separated from the relatively thin small-diameter portion to which the washer 6 and the case 7 are attached. This corresponds to the relatively thick large-diameter portion 11 that is the base of the case body 1.

これにより、干渉ガス除去フィルタ9の着脱に伴うケーシング、即ち、本実施例では取り付け具8の歪みが、電解セル部110のシール部におけるシール性に影響を与えない構造にした。又、このような干渉ガス除去フィルタ9の取り付け構造とする場合においても、被検ガスが作用極担持膜3Aのみを透過して凹部13内に至る構造を維持している。   As a result, the casing that accompanies the attachment / detachment of the interference gas removal filter 9, that is, the distortion of the fixture 8 in this embodiment, has a structure that does not affect the sealing performance of the sealing portion of the electrolytic cell portion 110. Even when the interference gas removal filter 9 is attached as described above, the structure in which the test gas passes only through the working electrode supporting film 3A and reaches the recess 13 is maintained.

本発明の効果を実証するために、本実施例の定電位電解式ガスセンサ100を用いて以下の実験を行った。   In order to verify the effect of the present invention, the following experiment was conducted using the constant potential electrolytic gas sensor 100 of the present example.

(実験例1)
本実施例の定電位電解式ガスセンサ(COセンサ)100を10個用意した。そして、それぞれのセンサのCOゼロガス(CO濃度0ppmの空気)に対する電流(残余電流)値をポテンショスタット回路を用いて測定した。又、作用極32Aと参照極32Bとの間の電位差を電位差計を用いて測定した。その結果、全てのセンサにおいて、残余電流は0〜0.1μAであり、電位差は0〜0.6mVであった。これらの測定は、25℃の環境下で実施した。
(Experimental example 1)
Ten constant potential electrolytic gas sensors (CO sensors) 100 of this example were prepared. And the electric current (residual current) value with respect to CO zero gas (CO concentration 0 ppm air) of each sensor was measured using the potentiostat circuit. Further, the potential difference between the working electrode 32A and the reference electrode 32B was measured using a potentiometer. As a result, in all the sensors, the residual current was 0 to 0.1 μA, and the potential difference was 0 to 0.6 mV. These measurements were performed in an environment at 25 ° C.

次に、恒温恒湿度試験機に10個の被検センサをセットして、ヒートサイクル試験を実施した。試験機の設定温度を−10℃から一旦50℃まで上げた後再度−10℃まで下げるまでを2時間で行う動作を1サイクルとして、10サイクルのヒートサイクル試験を行った。   Next, ten test sensors were set in a constant temperature and humidity tester, and a heat cycle test was performed. An operation in which the set temperature of the tester was temporarily increased from −10 ° C. to 50 ° C. and then decreased again to −10 ° C. in 2 hours was 10 cycles, and a heat cycle test of 10 cycles was performed.

そして、このヒートサイクル試験の後で、再び25℃の環境下で、COゼロガスを用いた上記同様の残余電流測定及び電位差測定を実施した。その結果、10個のセンサの全てで、残余電流値及び電位差値の測定結果は、ヒートサイクル試験前と同じであった。   Then, after the heat cycle test, the residual current measurement and the potential difference measurement using CO zero gas were performed again in an environment of 25 ° C. As a result, the measurement results of the residual current value and the potential difference value were the same as before the heat cycle test with all ten sensors.

以上のような実験を、図5及び図6に示すような従来の電極担持膜群の積層構造を有する定電位電解式ガスセンサ(COセンサ)について同様に行った。その結果、ヒートサイクル試験前では、10個の被検センサの全てで残余電流が0〜0.1μA、電位差が0〜0.6mVであったのに対して、ヒートサイクル試験の後では、10個の被検センサのうち3個で残余電流値が3μA(CO濃度100ppmに相当)以上あり、電位差も3〜6mVであった。これは、電解液の収容部の内圧の変化によりリード線の引き出し部の液密性が低下し、電解液がリークしたことにより、電極電位がずれたためであると考えられる。   The experiment as described above was similarly performed on a constant potential electrolytic gas sensor (CO sensor) having a laminated structure of conventional electrode supporting film groups as shown in FIGS. As a result, the residual current was 0 to 0.1 μA and the potential difference was 0 to 0.6 mV for all 10 test sensors before the heat cycle test, while 10 10 after the heat cycle test. Three of the test sensors had a residual current value of 3 μA (corresponding to a CO concentration of 100 ppm) or more and a potential difference of 3 to 6 mV. This is presumably because the liquid-tightness of the lead-out portion of the lead wire was lowered due to the change in the internal pressure of the electrolytic solution housing portion, and the electrode potential was shifted due to leakage of the electrolytic solution.

このように、本実施例によれば、電解液Sの漏れを良好に防止することができ、電解液Sの量の減少による電極間の電気的断線を防止して、安定した指示値を得ることができる。   Thus, according to the present embodiment, the leakage of the electrolytic solution S can be prevented satisfactorily, the electrical disconnection between the electrodes due to the decrease in the amount of the electrolytic solution S is prevented, and a stable indication value is obtained. be able to.

(実験例2)
本実施例の定電位電解式ガスセンサ(COセンサ)100を10個用意した。そして、それぞれのセンサの干渉ガス除去フィルタ9を、特にケーシングの歪みに気を遣うことなく繰り返し(100回程度)着脱する試験を実施した。そして、この着脱試験の後で、実験例1と同様の残余電流及び電位差の測定を行った。その結果、残余電流及び電位差の測定値は、着脱試験後においても、全てのセンサで着脱試験前と同じ(残余電流0〜0.1μA、電位差0〜0.6mV)であった。
(Experimental example 2)
Ten constant potential electrolytic gas sensors (CO sensors) 100 of this example were prepared. And the test which attaches / detaches the interference gas removal filter 9 of each sensor repeatedly (about 100 times) without paying special attention to the distortion of the casing was performed. Then, after this attachment / detachment test, the residual current and potential difference were measured as in Experimental Example 1. As a result, the measured values of the residual current and the potential difference were the same as before the attachment / detachment test even after the attachment / detachment test (residual current 0 to 0.1 μA, potential difference 0 to 0.6 mV).

以上のような実験を、図5に示すような、干渉ガス除去フィルタの着脱によりシール部材の押さえ付け状態が変化し易い構造を有する従来の定電位電解式ガスセンサ(COセンサ)について同様に行った。図5に示す定電位電解式ガスセンサでは、干渉ガス除去フィルタ209の取り付け部と、シール部材たるOリング205の押さえ部206とは同一のケーシング201に近接して設けられている。その結果、着脱試験前では、10個の被検センサの全てで残余電流が0〜0.1μA、電位差が0〜0.6mVであったのに対して、着脱試験後では、10個の被検センサのうち5個で残余電流値が3μA以上あり、電位差も3〜6mVであった。これは、干渉ガス除去フィルタの着脱動作により電解液収容部のシール部の液密性が低下し、電解液がリークしたことにより、電極電位がずれたためであると考えられる。   The experiment as described above was similarly performed for a conventional constant potential electrolytic gas sensor (CO sensor) having a structure in which the pressing state of the seal member is easily changed by attaching and detaching the interference gas removal filter as shown in FIG. . In the constant potential electrolytic gas sensor shown in FIG. 5, the attachment part of the interference gas removal filter 209 and the pressing part 206 of the O-ring 205 serving as a seal member are provided in the vicinity of the same casing 201. As a result, the residual current was 0 to 0.1 μA and the potential difference was 0 to 0.6 mV in all 10 test sensors before the attachment / detachment test. Five of the detection sensors had a residual current value of 3 μA or more and a potential difference of 3 to 6 mV. This is considered to be because the electrode potential is shifted due to the liquid tightness of the seal portion of the electrolytic solution storage portion being lowered by the attaching / detaching operation of the interference gas removal filter, and the electrolytic solution leaking.

このように、本実施例によれば、干渉ガス除去フィルタ9の着脱動作を行った場合にも、電解液Sの漏れを良好に防止することができ、電解液Sの量の減少による電極間の電気的断線を防止して、安定した指示値を得ることができる。   As described above, according to this embodiment, even when the interference gas removal filter 9 is attached / detached, the leakage of the electrolytic solution S can be satisfactorily prevented, and the distance between the electrodes can be reduced by reducing the amount of the electrolytic solution S. Thus, the stable disconnection value can be obtained.

(実験例3)
本実施例の定電位電解式ガスセンサ(COセンサ)100から充填材23A〜23Cを除いた構成のセンサを用意した。そして、上記実験例1、2と同様の試験を繰り返した。その結果、本実施例の定電位電解式センサ100と同様の結果を得ることができた。
(Experimental example 3)
A sensor having a configuration in which the fillers 23A to 23C are removed from the constant potential electrolytic gas sensor (CO sensor) 100 of this example was prepared. And the test similar to the said experimental examples 1 and 2 was repeated. As a result, the same result as that of the constant potential electrolytic sensor 100 of this example could be obtained.

但し、充填材23A〜23Cを除いたセンサ群では、試験後に長期保存した後で分解して各部品を観察したところ、コンタクトピン22A〜22Cに腐食が見られるものがあった。このようにコンタクトピンが電解液で腐食される状態でセンサが使用すると、コンタクトピンの腐食電位が発生して、指示値に影響する虞がある。   However, in the sensor group excluding the fillers 23A to 23C, when the parts were observed after being stored for a long time after the test, the contact pins 22A to 22C were found to be corroded. When the sensor is used in such a state that the contact pin is corroded by the electrolytic solution, a contact pin corrosion potential is generated, which may affect the indicated value.

従って、漏れた電解液Sによるコンタクトピン22A〜22Cの腐食電位の発生を防止して、定電位電解式ガスセンサ100の信頼性を更に向上するためには、充填材23A〜23Cを設けることにより、より確実に電解液Sのリークを防止することが好ましい。   Therefore, in order to prevent the corrosion potential of the contact pins 22A to 22C due to the leaked electrolyte S and further improve the reliability of the constant potential electrolytic gas sensor 100, by providing the fillers 23A to 23C, It is preferable to prevent the electrolyte solution S from leaking more reliably.

以上、本発明を具体的な実施例に則して説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではないことを理解されたい。   As mentioned above, although this invention was demonstrated according to the specific Example, it should be understood that this invention is not limited to the above-mentioned embodiment.

例えば、上述の実施例では、定電位電解式ガスセンサはCOセンサであるものとして説明したが、当業者には周知のように、定電位電解式ガスセンサは、二酸化硫黄(SO2)、二酸化窒素(NO2)、一酸化窒素(NO)などのその他のガスの測定のためにも用いられる。本発明は、このようなCOガス以外の他のガスを検出対象とする定電位電解式ガスセンサに対しても等しく適用することができ、上述したものと同じ効果を得ることができる。尚、被検ガスの種類に応じて干渉ガス除去フィルタの種類は変更されてよいし、又本発明の原理は干渉ガス除去フィルタを有しない定電位電解式ガスセンサにも適用することができる。 For example, in the above-described embodiments, the constant potential electrolytic gas sensor has been described as being a CO sensor. However, as is well known to those skilled in the art, the constant potential electrolytic gas sensor is composed of sulfur dioxide (SO 2 ), nitrogen dioxide ( It is also used for measuring other gases such as NO 2 ) and nitric oxide (NO). The present invention can be equally applied to a constant-potential electrolysis gas sensor that uses a gas other than the CO gas as a detection target, and the same effect as described above can be obtained. The type of interference gas removal filter may be changed according to the type of test gas, and the principle of the present invention can be applied to a constant potential electrolytic gas sensor that does not have an interference gas removal filter.

本発明に係る定電位電解式ガスセンサの一実施例の断面図である。It is sectional drawing of one Example of the constant potential electrolytic gas sensor which concerns on this invention. 本発明に係る定電位電解式ガスセンサの一実施例の組立部分断面図である。It is an assembly partial sectional view of one example of a controlled potential electrolysis type gas sensor concerning the present invention. 図1及び図2に示す定電位電解式ガスセンサが備えるケース本体の上面図である。FIG. 3 is a top view of a case body included in the constant potential electrolytic gas sensor shown in FIGS. 1 and 2. 図1及び図2に示す定電位電解式ガスセンサにおける電極担持膜群及び電解液保持部材の積層構成を説明するための模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a laminated configuration of an electrode supporting film group and an electrolyte solution holding member in the constant potential electrolytic gas sensor shown in FIGS. 1 and 2. 電極担持膜群の積層構成を有する従来の定電位電解式ガスセンサの一例の模式的断面図である。It is typical sectional drawing of an example of the conventional constant potential electrolysis type gas sensor which has the laminated structure of an electrode support film group. 図5に示す定電位電解式ガスセンサの電極担持膜群の積層構成を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the laminated structure of the electrode supporting film group of the constant potential electrolytic gas sensor shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 ケース本体
3A 作用極担持膜(第1の電極担持膜)
3B 参照極担持膜(第2の電極担持膜)
3C 対極担持膜(第3の電極担持膜)
4A、4B 保水シート(電解液保持部材)
5 Oリング(シール部材)
6 ワッシャー(押さえ部材)
7 ケース蓋(押さえ部材)
8 取り付け具
9 干渉ガス除去フィルタ
21A、21B、21C リード
22A、22B、22C コンタクトピン(コンタクト部材)
23A、23B、23C 充填材
31A、31B、31C ガス透過性膜
32A 作用極
32B 参照極
32C 対極
1 Case body 3A Working electrode carrying film (first electrode carrying film)
3B Reference electrode support film (second electrode support film)
3C counter electrode support film (third electrode support film)
4A, 4B Water retention sheet (electrolyte holding member)
5 O-ring (seal member)
6 Washer (holding member)
7 Case lid (holding member)
8 Attachment 9 Interference gas removal filter 21A, 21B, 21C Lead 22A, 22B, 22C Contact pin (contact member)
23A, 23B, 23C Filler 31A, 31B, 31C Gas permeable membrane 32A Working electrode 32B Reference electrode 32C Counter electrode

Claims (9)

電解液により電気的に接続された電極間に流れる被検ガスの電解電流を検知する定電位電解式ガスセンサにおいて、
電解液が収容される凹部を備えるケース本体と、
前記凹部内に配置される第1の電極を備え、前記凹部の開口部を覆うように前記ケース本体に配置される第1の電極担持膜と、
第2の電極を備え、前記凹部内に前記第1の電極担持膜に対して積層状態で配置される第2の電極担持膜と、
第3の電極を備え、前記凹部内に前記第1、第2の電極担持膜に対して積層状態で配置される第3の電極担持膜と、
前記凹部内で前記第1、第2、第3の電極のそれぞれに対して積層状態で接触するように配置される第1、第2、第3のリードと、
前記第1の電極担持膜の前記凹部側とは反対側の側面上に配置されるシール部材と、
前記シール部材を前記第1の電極担持膜に押し付けて前記ケース本体に取り付ける押さえ部材と、
を有し、
前記第1の電極担持膜は、前記シール部材で前記凹部の前記開口部を取り囲む台部に押圧され、前記凹部内に積層状態で配置された前記第1、第2、第3の電極と前記第1、第2、第3のリードとは、前記第1の電極担持膜が前記シール部材で前記台部に押圧されることによりそれぞれ圧接することを特徴とする定電位電解式ガスセンサ。
In a constant potential electrolytic gas sensor for detecting an electrolytic current of a test gas flowing between electrodes electrically connected by an electrolytic solution,
A case body provided with a recess for accommodating an electrolyte solution;
A first electrode disposed in the recess, the first electrode carrying film disposed in the case body so as to cover the opening of the recess;
A second electrode carrying film comprising a second electrode and disposed in a laminated state with respect to the first electrode carrying film in the recess;
A third electrode carrying film comprising a third electrode and disposed in a laminated state with respect to the first and second electrode carrying films in the recess;
First, second, and third leads disposed in contact with each of the first, second, and third electrodes in the recess in a stacked state;
A seal member disposed on a side surface of the first electrode-supporting film opposite to the concave portion;
A pressing member that presses the seal member against the first electrode-supporting film and attaches to the case body;
Have
The first electrode carrying film is pressed by the base member surrounding the opening of the recess by the seal member, and the first, second, and third electrodes arranged in a stacked state in the recess and the first electrode The constant potential electrolytic gas sensor, wherein the first, second, and third leads are pressed against each other when the first electrode-supporting film is pressed against the base portion by the seal member.
更に、前記第1の電極担持膜と前記第2の電極担持膜との間に、電解液を吸収した第1の電解液保持部材を有し、前記第2の電極担持膜と前記第3の電極担持膜との間に、電解液を吸収した第2の電解液保持部材を有することを特徴とする請求項1に記載の定電位電解式ガスセンサ。   Furthermore, a first electrolyte solution holding member that absorbs an electrolyte solution is provided between the first electrode support film and the second electrode support film, and the second electrode support film and the third electrode support film are absorbed. The constant potential electrolytic gas sensor according to claim 1, further comprising a second electrolytic solution holding member that absorbs the electrolytic solution between the electrode supporting film and the electrode supporting film. 前記ケース本体は更に、前記第1、第2、第3のリードのそれぞれと電気的に接続され、前記ケース本体の外部との電気信号の授受を行うための第1、第2、第3のコンタクト部材と、前記第1、第2、第3のコンタクト部材から前記第1、第2、第3の電極へとそれぞれ前記第1、第2、第3のリードを導くための第1、第2、第3の通路と、を有し、該第1、第2、第3の通路のそれぞれの少なくとも一部を液密的に封止するように充填材が充填されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の定電位電解式ガスセンサ。   The case main body is further electrically connected to each of the first, second, and third leads, and performs first, second, and third for exchanging electric signals with the outside of the case main body. A contact member, and first, second, and third leads for respectively leading the first, second, and third leads from the first, second, and third contact members to the first, second, and third electrodes, respectively. 2 and a third passage, and is filled with a filler so as to liquid-tightly seal at least a part of each of the first, second, and third passages. The constant potential electrolytic gas sensor according to claim 1 or 2. 前記充填材は、耐薬品性の樹脂から成ることを特徴とする請求項3に記載の定電位電解式ガスセンサ。   The constant potential electrolytic gas sensor according to claim 3, wherein the filler is made of a chemical resistant resin. 前記第1、第2、第3の通路のうち少なくとも1つ又は全ては、前記台部上に開口していることを特徴とする請求項3又は4に記載の定電位電解式ガスセンサ。   5. The constant potential electrolytic gas sensor according to claim 3, wherein at least one or all of the first, second, and third passages are opened on the base portion. 6. 前記第1の電極担持膜は、前記台部の全周にわたって、直接前記シール部材と前記台部との間に狭持されることを特徴とする請求項1〜5のいずれかの項に記載の定電位電解式ガスセンサ。   The said 1st electrode carrying | support film | membrane is clamped directly between the said sealing member and the said base part over the perimeter of the said base part, The Claim 1 characterized by the above-mentioned. Constant potential electrolytic gas sensor. 更に、被検ガスの測定に干渉する干渉ガスを除去するための着脱可能なフィルタを有し、該干渉ガス除去フィルタは、該干渉ガス除去フィルタの着脱により前記押さえ部材による前記シール部材の押さえ付け状態が変化しないように前記ケース本体に対して取り付けられていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかの項に記載の定電位電解式ガスセンサ。   Furthermore, the filter has a detachable filter for removing the interference gas that interferes with the measurement of the test gas, and the interference gas removal filter is configured to press the seal member by the pressing member by attaching / detaching the interference gas removal filter. The constant potential electrolytic gas sensor according to any one of claims 1 to 6, wherein the gas sensor is attached to the case main body so as not to change its state. 前記干渉ガス除去フィルタは、前記ケース本体に対する前記押さえ部材の固定部とは別の位置で前記ケース本体に接続された取り付け具を介して前記ケース本体に対して取り付けられることを特徴とする請求項7に記載の定電位電解式ガスセンサ。   The interference gas removal filter is attached to the case main body via a fixture connected to the case main body at a position different from a fixing portion of the pressing member with respect to the case main body. 8. The constant potential electrolytic gas sensor according to 7. 前記ケース本体に対する前記押さえ部材の固定部は、前記ケース本体における前記押さえ部材による前記第1の電極担持膜の押し付け方向の上流側端部近傍に設けられ、前記ケース本体に対する前記取り付け具の接続部は、前記ケース本体における前記方向の下流側端部近傍に設けられることを特徴とする請求項8に記載の定電位電解式ガスセンサ。   The fixing portion of the pressing member with respect to the case main body is provided in the vicinity of the upstream end portion in the pressing direction of the first electrode carrying film by the pressing member in the case main body, and the connecting portion of the attachment tool to the case main body The constant potential electrolytic gas sensor according to claim 8, wherein the gas sensor is provided in the vicinity of a downstream end portion in the direction of the case body.
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