電気化学式（ガルバニ電池式）酸素濃度計の測定原理 | 露点計・酸素濃度計のPSTジャパン株式会社

酸素濃度計の測定原理とは　－　電気化学（ガルバニ電池）式酸素測定

そもそも「酸素」とは？

「酸素」（さんそ/Oxygen）とは、何でしょうか？

一般的に「酸素」としての言葉の意味は2種類あり、元素としての酸素は「O」、物質(分子)としての酸素は「O2」です。
酸素は、無味無臭の気体で空気中に約21%含まれています。生物の呼吸や、燃焼に不可欠で、ほとんどの元素と化合して酸化物を形成するなど、化学的に活発な元素です。
酸素は、医療分野では吸入用酸素や室内空気品質管理、工業分野では水素やアセチレンと組み合わせた酸素アセチレン炎として金属の溶接切断用途や、工業熱処理プロセス（酸化防止）、工業炉の燃焼工程（燃焼効率や酸化還元プロセス）、製鉄所では不純物除去のために使用されます。

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電気化学（ガルバニ電池）式酸素測定技術

AII社の電気化学式（ガルバニ電池式）酸素センサーは、さまざまなバックグラウンドガス中の酸素の正確で信頼性の高い測定を提供し、一部のモデルでは最大60ヶ月の寿命を提供する通常24ヶ月の耐用年数を提供します。センサー範囲は、微量酸素からppbレベルまでのピコイオンセンサーから、高％O 2測定用の電気化学センサーまで用意しています。

一般的な測定範囲は次のとおりです。

超高純度および高純度ガス用のPico-Ion ppb酸素センサー	0…100 ppb O₂ および 0…1 ppm O₂
酸素純度用の電気化学センサー	90…100 ％O₂
PPMレベル用の電気化学式微量酸素センサー	0…10 ppm O₂ および 0…100 ppm O₂
% レベル O₂ 測定用の電気化学式微量酸素センサー	0…1 ％O₂以上
天然ガス向けの電気化学式酸素センサー	1…2000 ppm H₂S

酸素センサーの認定には、MDD/93/42 EEC（ヨーロッパCE）、ISO13485：2003（カナダ保健省）、およびFDA規制基準が含まれています。爆発性雰囲気で使用できるセンサー、トランスミッター、および測定器は、ATEX指令94/9/EC ATEXに適合しています。

電気化学（ガルバニ電池）式酸素センサーの動作原理: 溶存酸素濃度計の一種で、二つの電極の材質がカソード側に銀（Ag）及びアノード側に鉛（Pb）の組み合わせで、電解液に水酸化カリウム（KOH）を用いると電池が作り出され、酸素量に応じた電流が流れます。
AII社の酸素センサーは、酸素分子の透過する隔膜に工夫があり、微量な酸素濃度でも出力を得ることが出来ます。世界でも数少ないPPBレベルの酸素濃度計測が可能です。

電気化学式（ガルバニ電池式）酸素濃度計

特長: ● 微量酸素濃度（PPM）から極微量酸素濃度（PPB）まで計測可能
● 防爆仕様あり（水素等可燃性ガス中の酸素濃度計測可能）
● センサーセルを定期交換（容易なメンテナンス）

電気化学式（ガルバニ電池式）酸素濃度計

Pico-Ion センサーテクノロジー

AIIの酸素センサー“Pico-Ion酸素センサー”の設計思想は、典型的なガルバニ電池式設計の潜在的な弱点をカバーします。材料、設計および製造方法は、創業以来ずっと改良され続けいています。AII社では、個々のアプリケーションに応じて性能と寿命のバランスが常に最適な状態を維持できるように、各酸素センサー毎に専用設計をしています。その結果、測定への信頼性が高まり、メンテナンスの手間も省けます。
酸素が存在しない場合、センサーはゼロ出力を生成し100％までリニアです。

メンテナンスフリーな第２世代Pico-Ionセンサー
定期的なメンテナンスや電解液の補充を必要としない、安定した出力を持つ高性能な低ppb酸素センサーです。革新的なガスチャンバーデザインは酸素変化への応答速度が高く、独自のセンサーデザインは単位面積あたりの高い信号出力を持ち、感度と出力を大幅に向上させます。

特長

測定下限値が100ppt未満
高いSN比
優れた安定性
応答速度15秒未満
プロセス異常状態の高酸素レベルからの早期回復
長期寿命：連続12ヶ月

センサー構造　イメージ図

典型的なセンサー出力

Pico-Ion UHP酸素センサー

センサー電極の材質とガスチャンバー設計に特長があります。
電極上部での化学反応を最大限にして、電解液に溶解する酸素とセンサー出力の温度影響を最小限にする事で、最良の長期安定性を確保しました。

精度	±3 %読値または0.5 ppb（一定条件下）
感度	100 ppt
低レンジ	0-50 ppb FS
復帰時間	9 ppm の環境下に 1分 → 10 ppb まで約15分 9 ppm の環境下に 1分 → 1 ppb まで約60分
寿命	一定のアプリケーションで6ヶ月以上

Pico-Ion MS酸素センサー

5ppbの感度を持った市場になかったレンジをターゲットにしたセンサーです。サブppbレベルの高価な分析計と測定感度のない通常のガルバニ式分析計の中間のレンジの測定を可能にしました。

精度	±3 %読値または0.5 ppb（一定条件下）
感度	＜2.5 ppb
低レンジ	0-0.5 ppm FS
応答性	90 %FSまで15秒以下
復帰時間	9 ppm の環境下に 1分 → 10 ppb まで約15分 9 ppm の環境下に 1分 → 1 ppb まで約60分
寿命	一定のアプリケーションで6ヶ月以上

気化学（ガルバニ電池）式酸素濃度計のご紹介

AII（Analytical Industries Inc.）社
	純度測定用ポータブル酸素濃度計 GPR1200	不活性ガス、炭化水素、ヘリウム、水素ガス、混合ガス、炭酸ガスなど、様々なアプリケーションに対応する汎用性があります。	測定範囲： 0…10, 0…100, 0…1,000 ppmV 0…1 %, 0…25 % (for calibration)
	産業用ガス向け酸素濃度計 GPR1600	1ppmレベルから純O2までの微量酸素を正確に測定する必要がある産業プロセスでガスを監視するための高精度酸素濃度計です。	測定範囲： 0…10, 0…100, 0…1,000 ppmV 0…1 %, 0…25 % (for calibration)
	リモートセンサー付き酸素濃度計 GPR1900	リモートセンサーブロック構造により、酸素センサーの交換が簡単になり、メンテナンスが簡単で迅速になります。	測定範囲： 0…10, 0…100, 0…1,000 ppm
	ポータブル酸素濃度計 GPR2000	0.1 ppmから100％ O₂の純酸素アプリケーションまでの微量酸素測定に適した酸素濃度計です。	測定範囲： 0-1％, 0-5%, 0-10%, 0-25% (CAL)FS
Ntron Gas Measurement Ltd
	酸素トランスミッター SenzTX	ジルコニア式または電気化学式タイプから選択できる酸素濃度を信頼性高く測定できる、コンパクトで堅牢な酸素トランスミッターです。	出力分解能（％）：0.01 ％出力分解能（ppm）：1 ppm
	酸素トランスミッター Minox-i	本質防爆安全防爆（I.S）仕様のMinox-iは、2線式4-20ｍA出力、ループ電源の酸素トランスミッターです。	国内防爆, UKEX： Ex ia IIC T4 Ga (-20°C ≤ Ta ≤ +55°C), Ex ia IIC T200135°C Da (-20°C ≤ Ta ≤+55°C)