传感器制造技术

本发明专利技术提供一种传感器，能够抑制容易受到所探测的氧浓度的测定值的影响的电化学反应本身所引起的输出变动、输出异常的产生。本发明专利技术所涉及的传感器具备支架(9)、和容纳在所述支架(9)内的电极(8)以及电解液(7)，所述电极(8)为Pb-Sb合金。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及在电极中含有Pb(铅）并通过所述电极的电化学反应来测定气体、液体的 浓度的传感器。
技术介绍
近年来，具有电极（正极和负极）和电解液的恒电式、电化学式传感器被广泛熟知。尤 其是，电化学式传感器中在负极采用了化的原电池式氧传感器由于小型、轻便并且在常温 下工作，而且廉价，因此在船仓、探井等的缺氧状态的检查、麻醉器、人工呼吸器等医疗设备 中的氧浓度的检测等广泛的领域被使用。 原电池式氧传感器的动作原理如下。通过了有选择地使氧透过并且与电池反应相应地 限制透过量的隔膜（图1中相当于4A)的氧，被能够W电化学的方式还原氧的催化剂电极 (图1中相当于4B)还原，经由电解液（图1中相当于7)在与电极（在图1中相当于负极 8)之间发生如下电化学反应。 在电解液为酸性的情况下 正极反应；〇2+4H++4e-2H20 负极反应；2Pb+2H2〇- 2PbO+4H++4e-全反应；2Pb+〇2 - 2PbO 在电解液为碱性的情况下 正极反应；〇2巧&0+46-40H 负极反应；2Pb+40H--2PbO+2H2〇+4e-全反应；2Pb+〇2 - 2PbO 在电解液（7)为酸性的情况和碱性的情况下，虽然电荷的承载不同，但在任意一种情 况下都会在催化剂电极（4B)与电极（8)之间产生与氧浓度相应的电流。通过催化剂电极 (4B)上的正极反应而产生的电流，被与催化剂电极（4B)压接的正极集电体（图1中相当于 5)集电，并被正极导线（图1中相当于6)引导到外部，通过校正电阻（图1中相当于14) W及温度补偿用热敏电阻（图1中相当于15)而流入电极巧），从而被变换为电压信号，并 作为氧传感器输出而获得电压。然后，所获得的输出电压W公知的方法被变换为氧浓度，作 为氧浓度而被探测。另外，在所述负极表面产生的PbO溶解到电解液中，由此新的化在表 面露出，由将其进一步氧化的机制继续所述电化学反应。 该种氧传感器，要求输出变动、输出异常较少，公开了一种即使在施加了热或撞击等的 情况下也能够解决该些课题的技术。 例如，在专利文献1中记载了如下方式；将电解液保持构件设置于正极集电体W及负 极室开口部，使得不会因振动、撞击、热等的施加而在正极一负极间形成空气层。此外，在专 利文献2中记载了如下方式；在施加了振动或撞击的情况下，为了使正极集电体与正极导 线之间的接触状态不易变化，而将它们设为金属制且通过焊接等而一体化，进而，与正极集 电体相接地具备电解液保持材料。 此外，为了延长寿命、防止阳极表面的氧还原阻止层的形成，记载有在阳极表面保有包 含铜、铅、铺或者错中的至少一种金属的合成成分的薄的层的方式。 在先技术文献 专利文献 专利文献1 ;JP特开2002-350384号公报 专利文献2 ;JP特开2001-296268号公报 专利文献3 ;JP特开平6-88268号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题 但是，专利文献1至3所记载的技术，并不是抑制容易受到探测到的氧浓度的测定值的 影响的上述电化学反应本身所引起的输出变动、输出异常的产生的技术。 本专利技术为了解决该种课题而完成，其目的在于提供一种能够抑制容易受到探测到的氧 浓度的测定值的影响的电化学反应本身所引起的输出变动、输出异常的产生的传感器。 解决课题的技术手段 本专利技术所设及的传感器具备支架、和容纳在所述支架内的电极W及电解液，所述电极 为Pb-訊合金。 优选所述化-訊合金具备具有含訊的化系晶粒的金属组织。 优选所述化-訊合金具备含訊的化系晶粒和化-訊系共晶组织混合存在的金属组织。 优选所述化-訊合金具备仅有化-訊系共晶组织的金属组织。 优选所述Pb-Sb合金具备含Sb的化系晶粒、Pb-Sb系共晶组织W及Sb的固溶体混合 存在的金属组织。 优选所述化-訊合金包含从A1、Ag、As、Bi、Cd、〇1^6、]\%、化、化、Sn、Zn、S、SeW及化 所构成的群中选择的1种或2种W上的元素。 优选所述传感器的所述电极为负极，是原电池式氧传感器。 专利技术效果 根据本专利技术，能够提供一种能够抑制因容易受到所探测的氧浓度的测定值的影响的电 化学反应本身所引起的输出变动、输出异常的产生的传感器。【附图说明】 图1是表示本实施方式所设及的原电池式氧传感器的剖面构造的概念图。 图2是表示本实施方式所设及的原电池式氧传感器中采用的电极的任意表面的金属 组织的概念图。 图3是表示本实施方式所设及的原电池式氧传感器中采用的电极的任意表面的其他 金属组织的概念图。 图4是表示本实施方式所设及的原电池式氧传感器中采用的电极的任意表面的其他 金属组织的概念图。 图5是表示本实施方式所设及的原电池式氧传感器中采用的电极的任意表面的其他 金属组织的概念图。 图6是一般的化-訊二元系合金的平衡状态图。 图7是用于说明输出电压稳定的概念图。 图8是表示现有的电极的任意表面的金属组织的概念图。【具体实施方式】 本专利技术者发现了存在产生因前述的电化学反应本身所引起的输出变动、输出异常的课 题，进而，发现了能够解决该课题的手段。 该种传感器，通过上述那样的电化学反应、即通过使电极（Pb)消耗的机制来进行测 定。该消耗通常在电极（Pb)的表面产生，但已经明确了根据其程度不同在电极（Pb)的内 部也会产生。已经明确了在此情况下，在电极内部产生了该消耗的部分的机械强度下降，因 此从该部分产生电极的缺损，进而，该缺损的破片从电解液（7)通过电解液供给用的穿孔 (11)、导线用的穿孔（12)而与正极集电体巧）、催化剂电极（4B)接触，由此，产生输出变动、 输出异常。 因此，本专利技术者研究了电极（Pb)的高硬度化，但仅使其高硬度化而反而成为抑制所述 电化学反应的结果的情况下，由于处于电极的电极活性劣化的状态，因此难W探测正确的 氧浓度，有可能不再发挥传感器的作用。因此，必须解决防止所述反应的抑制、同时还抑制 所述电极的缺损该一相反的课题。 因此，反复专屯、研究的结果，本专利技术者发现通过将所述电极（Pb)设为化-Sb合金，能够 发挥传感器的作用、并且还能够抑制所述电极的缺损，结果，发现了能够抑制所述电化学反 应本身所引起的输出变动、输出异常的产生，此外，还能够实现传感器的长寿命化，从而完 成了本专利技术。 W下，对本专利技术的实施方式进行说明。 在本实施方式中，在本专利技术所设及的传感器中，作为优选的一例，采用原电池式氧传感 器进行说明。 图1是表示本实施方式所设及的原电池式氧传感器的剖面构造的概念图。 在图1中，1是第1支架盖（中盖），2是0型环，3是用于防止垃圾、尘±向隔膜的附着 或者水膜附着的保护膜，4A是隔膜，4B是催化剂电极，5是正极集电体，6是正极导线，7是电 解液，8是负极，9是支架，10是第2支架盖（外盖），11是电解液供给用的穿孔，12是导线 用的穿孔，13是正极集电体保持部，14是校正电阻，15是温度补偿用热敏电阻。由催化剂 电极4B和正极集电体5构成正极45。此外，由第1支架盖1和第2支架盖10构成支架盖 101。 如图1所示，本实施方式所设及的原电池式氧传感器具备；支架9 ;容纳在所述支架9 内的正极45、负极8W及电解液7 ;设置在所述正极45上的隔膜4A;设置在所述隔膜4A上 的保护膜3 ;粘着或可拆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传感器，其特征在于，具备：支架；和容纳在所述支架内的电极以及电解液，所述电极是Pb‑Sb合金。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：北泽直久，
申请(专利权)人：株式会社杰士汤浅国际，
类型：发明
国别省市：日本;JP