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Einrichtung zur Messung der Polarisationsspannung in einer Elektrolysezelle
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der Elektrolysezelle erforderlich, um die Korngrössen des entstehenden Metallpulvers bzw. seine Schüttdichte zu überwachen. Zu diesem Zweck sind in der Elektrolysezelle bei der Kathode in der Stromrichtung liegend in gleichen Abständen gitterförmige Sondenelektroden angeordnet, die Spannungsabfälle einem Messverstärker zuführen, dessen Ausgang an ein Messgerät einen Strom liefert, der der Differenz
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Zur Messung der Differenz der beiden Spannungsabfälle, deren Beträge gegenüber der zu messenden Differenz gross sind, wird ein Messverstärker mit zwei Eingängen verwendet, in dem eine Kompensation der beiden zugeführten Spannungsabfälle vorgenommen wird. An den Ausgang des Messverstärkers ist in Serie mit dem Messgerät ein Gegenkopplungswiderstand geschaltet. Da der Ausgangsstrom des Messverstärkers proportional der Differenz der beiden Spannungsabfälle ist, entsteht am Gegenkopplungswiderstand eine der Polarisationsspannung proportionale Spannung und nach jeder beim Elektrolysevorgang auftretenden Änderung der Polarisationsspannung gleicht sich der Ausgangsstrom des Magnetverstärkers an den neuen Wert der Polarisationsspannung an.
An Hand der Zeichnung sind ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und weitere Einzelheiten derselben erläutert. 0
Nach der Ausführung in der Figur der Zeichnung ist ein spannungssteuernder Magnetverstärker 1 als Messverstärker für die Polarisationsspannung an der Kathode 2 einer Elektrolysezelle 3 vorgesehen. Zur Messung der Polarisationsspannung ist in der Elektrolysezelle 3 eine Vorrichtung angebracht, die aus zwei gitterförmigen Sondenelektroden 4 und 5 besteht, die in der Nähe der Kathode 2 derart angeordnet sind, dass der Elektrolysestrom J senkrecht gerichtet auf die Gitterelektroden 4,5 verläuft und der-Abstand a zwischen der ersten Gitterelektrode 4 und der Kathode 2 ebenso gross ist wie der Abstand b zwischen den beiden Gitterelekiroden.
Es besieht zwischen den beiden Gitterelektroden 4,5 ein im Elektrolyten auftretender ohmscher Spannungsabfall Ut'während zwischen der der Kathode 2 näher liegenden Gitterelektrode 4 und der Kathode 2 selbst nicht nur der ohmsche Spannungsabfall längs derselben Strecke auftritt, sondern vermehrt ist um die Polarisationsspannung U p an der Kathode 2.
Die Spannung U, die zwischen der Kathode 2 und der Gitterelektrode 4 auftritt, ist um die Polarisationsspannung Up grösser als der ohmsche Spannungsabfall U. Zur Bildung der Differenz der beiden Spannungsabfälle ist der Magnetverstärker 1 mit zwei gleichen Steuerwicklungen 6,7 versehen ; hiebei ist die Wicklung 6 einerseits über den zur Gegenkopplung dienenden Widerstand 8 an die Kathode 2'der Elektrolysezelle 3, anderseits an die Gitterelektrode 4 geschaltet. Dagegen ist die Wicklung 7 direkt an die beiden Gitterelekuoden 4 und 5 angeschlossen.
Der Ausgang 9,10 des Magneiverstärkers l liefert einen Strom an
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und sich die Amperewindungen dieser Wicklungen 6,7 subtrahieren, wird der Ausgangsstrom JA desMagnetverstärkers l stets auf einen der Polarisationsspannung Up proportionalen Wen eingeregelt, denn die seiner Grösse proportionale Differenz der Eingangsspannungen für den Magnetverstärker 1 ist gleich der Differenz zwischen der Polarisationsspannung selbst und dem vom Ausgangsstrom JA am
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Polarisationsspannung Up proportionale Spannung auf. Da in dem Ausgangskreis des Magnetverstär- kers der Widerstand 8 in Serie mit dem Messgerät 11 geschaltet ist, fliesst in dem Messgerät 11 ein der Polarisationsspannung UD proportionaler Ausgangsstrom JA des Magnetverstärkers 1.
Infolge der Gegenkopplung des Widerstandes 8 ist die Belastung der niederohmigen Spannungsab- fälle in der Elektrolysezelle gering, die zur Aussteuerung des Magnetverstärkers 1 herangezogen sind.
Auch verursachen während des Elektrolysevorganges auftretende Änderungen des Widerstandes der Spannungsabfälle nur eine geringe Abhängigkeit der Anzeige der Polarisationsspannung Up.
Bei der Einrichtung gemäss der Erfindung sind ein Messverstärker mit zwei einander entgegenwirkenden Steuerwicklungen sowie ein zur Gegenkopplung dienender Widerstand vorgesehen ; daher gehen bei dem Abgleich des Magnetverstärkers 1, der von der Hilfsspannungsquelle 12 gespeist ist, Schwankungen der letzten auf die Anzeige des Messgerätes 11 nicht ein.
Es besteht auch die Möglichkeit, in den Ausgangskreis des Magnetverstärkers 1 neben einem Messgerät 11 ein registrierendes Instrument (Schreiber) zur Aufzeichnung der Polarisationsspannung
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oder eine Regeleinrichtung, die eine Stellvorrichtung an der Elektrolysezelle 1 betätigt, bis zu einer von der Dimensionierung des Messverstärkers 1 abhängigen maximalen Bürde anzuschliessen.
Bei der neuen geschilderten Einrichtung sind die Sondenelektroden 4,5 durch zwei parallel zueinander angeordnete Gitterelektroden aus Metall, insbesondere Platin, gebildet ; als Material für die Sondenelektroden sind beispielsweise Graphit, Antimon, Gold, Tantal, die Platinmetalle, wie z. B.
Rhodium, ebenso geeignet. Es können auch Legierungen als Werkstoff für die Sondenelektroden verwendet werden. Die Ausgestaltung der Sondenelektroden ist nicht auf eine netzförmige Plattenform begrenzt. Sie können auch die Form von Stiften oder Ringen aufweisen.
Bei der Anwendung der Einrichtung zur Messung von Polarisationsspannungen In Elektrolysezellen sowie von Potentialdifferenzen in elektrischen Bädern, kann man als Messverstärker auch eine aus einer oder mehreren Röhren- oder Transistorstufen aufgebaute Verstärkereinrichtung anwenden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Messung der Polarisationsspannung in einer Elektrolysezelle mittels zweier der Elektrode in Richtung des Verlaufes des Elektrolysestromes vorgelagerter Sondenelektroden, die voneinander den gleichen Abstand besitzen wie denjenigen, den die der Elektrode näherliegende Sondenelektrode von der Elektrode selbst aufweist, durch Vergleich des Spannungsabfalles zwischen der Elektrode und der ihr näherliegenden Sondenelektrode mit dem Spannungsabfall zwischen den beiden Sondenelek-
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dass in den Spannungspfad eines (Es'AG) der beiden Steuereingänge eine dem Ausgangsstrom (JA) des Messverstärkers (1) proportionale, im Sinne einer Verminderung der Differenz (U, r U,) der an den Steuereingängen liegenden Spannungen (U., U.)
wirkende Gegenspannung (Up) eingespeist ist.