[发明专利]传感器

说明书

技术领域

本发明涉及在电极中含有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。

背景技术

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Pb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，被能够以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：O₂+4H⁺+4e^-→2H₂O

负极反应：2Pb+2H₂O→2PbO+4H⁺+4e^-

全反应：2Pb+O₂→2PbO

在电解液为碱性的情况下

正极反应：O₂+2H₂O+4e^-→4OH^-

负极反应：2Pb+4OH^-→2PbO+2H₂O+4e^-

全反应：2Pb+O₂→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)以及温度补偿用热敏电阻(图1中相当于15)而流入电极(8)，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，所获得的输出电压以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Pb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。

这种氧传感器，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这些课题的技术。

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以及负极室开口部，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、锑或者锗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

发明内容

发明要解决的课题

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。

本发明为了解决这种课题而完成，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

本发明所涉及的传感器具备支架、和容纳在所述支架内的电极以及电解液，所述电极为Pb-Sb合金。

优选所述Pb-Sb合金具备具有含Sb的Pb系晶粒的金属组织。

优选所述Pb-Sb合金具备含Sb的Pb系晶粒和Pb-Sb系共晶组织混合存在的金属组织。

优选所述Pb-Sb合金具备仅有Pb-Sb系共晶组织的金属组织。

优选所述Pb-Sb合金具备含Sb的Pb系晶粒、Pb-Sb系共晶组织以及Sb的固溶体混合存在的金属组织。