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Elektrodenanordnung zur Partialdruckmessung von Gasen
Das Stammpatent Nr. 292187 betrifft eine Elektrodenanordnung zur Partialdruckmessung von
Gasen, insbesondere zur Messung des CO2- bzw. O2- Partialdruckes bei der Blutgasanalyse, mit einer an ihrem messempfindlichen Ende mit einer flüssigkeitsdichten und gasdurchlässigen Membrane überzogenen Elektrode und einer im Abstand vom messempfindlichen Ende angeordneten
Bezugselektrode, die über eine Elektrolytschicht mit dem messempfindlichen Ende der Elektrode elektrisch leitend verbunden ist, wobei ein Elektrodenträger in der abgesetzten axialen Bohrung eines ihn dicht umschliessenden Gehäuses angeordnet ist,
und wobei die Membrane über die Bezugselektrode hinaus bis zu dem in einem erweiterten Abschnitt der Gehäusebohrung befindlichen Schaft des Elektrodenträgers verlängert und mit ihrem inneren Ende am Elektrodenträger bzw. am Gehäuse hermetisch dicht befestigt ist und einen vom messempfindlichen Elektrodenende bis zur Befestigungsstelle der Membrane am Elektrodenträger bzw. am Gehäuse sich erstreckenden, die Elektrolytflüssigkeit enthaltenden Beutel bildet.
Durch diese Elektrodenanordnung nach dem Stammpatent werden die Nachteile bekannter Elektrodenausführungen vermieden, welche vor allem darin bestehen, dass die Herstellung einer möglichst dünnen Elektrolytschicht, welche für die elektrisch leitende Verbindung zwischen der messempfindlichen Fläche der Elektrode und der Bezugselektrode sorgt, verhältnismässig grosse Schwierigkeiten bereitet. Die bekannten Elektroden mussten am messempfmdlichen Ende mit freier Hand mit einer als Elektrolytträger dienenden Zwischenschicht versehen und sodann mit der Membrane überzogen werden. Die Elektroden wurden beim Einbau in die Messapparatur üblicherweise mit dem überzogenen Teil so gegen eine Dichtfläche gedrückt, dass der messempfmdliche Teil in die Messkammer hineinragt.
Um über einen längeren Zeitraum reproduzierbare Messwerte zu erhalten bzw. beim Austausch von Elektroden bedurfte es langwieriger Abstimmarbeiten durch geschultes Personal, da sonst Messungenauigkeiten in einer Grössenordnung zu erwarten waren, welche die Brauchbarkeit dieser Analysiermethode in Frage stellten. Beim Einbau der bekannten Elektroden in die Messapparatur kam es durch das Andrücken der Membrane an eine Dichtfläche zufolge der zusätzlichen Pressung der Membrane zu einer Dickenänderung der Elektrolytschicht und in Folge dessen zu einer Änderung der Messeigenschaften. Wegen mangelhafter Dichtheit des die Elektrolytflüssigkeit enthaltenden Raumes ergab sich bei den bekannten Elektroden auch die Notwendigkeit eines häufigen Nachfüllens bzw. Erneuerns des Elektrolyts.
Die Elektroden bedurften daher einer ständigen Wartung und Überwachung.
Die Erfindung verfolgt nun das Ziel, die Elektrodenanordnung nach dem Stammpatent noch dahingehend zu verbessern, dass die in gewissen Zeitabständen unvermeidbare Erneuerung der Elektrolytfüllung und der Austausch des Membranbeutels so vereinfacht werden, dass diese Arbeiten auch von ungeschultem Personal mühelos und mit möglichst geringem Zeitaufwand durchgeführt werden können. Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäss vorgesehen, dass der Membranbeutel ein als formbeständige zylindrische Hülse ausgebildetes, an einem Absatz des Elektrodenträgerschaftes bzw. des
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Gehäuses abdichtend befestigbares Anschlussstück aufweist.
Dadurch werden die Montagearbeiten, die sich bei Undichtwerden der äusserst empfindlichen dünnen Membrane oder durch Austrocknen bzw. durch chemische Veränderungen der dünnen
Elektrolytschicht während des Betriebes ergeben, auf wenige und leicht durchzuführende Handgriffe beschränkt, die keine besondere Geschicklichkeit voraussetzen und daher mit geringem Zeitaufwand vom Benutzer selbst durchgeführt werden können. Hiezu braucht nur der defekt gewordene
Membranbeutel abgezogen und nach Reinigung der Elektroden der zweckmässiger Weise vom Benutzer als Ersatzteil auf Lager gehaltene neue Membranbeutel einschliesslich der Elektrolytfüllung durch blosses
Aufschieben seines Anschlussstückes auf den Absatz des Elektrodenträgerschaftes bzw. des Gehäuses abdichtend an diesen Teilen befestigt zu werden.
Da das Anschlussstück als formbeständige zylindrische Hülse ausgebildet ist, besteht keine Gefahr einer Beschädigung der empfindlichen Membrane bei der
Montage. Zugleich ist auch sichergestellt, dass die Messeigenschaften der Elektrodenanordnung durch den Austausch der Membrane nicht verändert werden.
Gemäss einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die zylindrische Hülse mit der Membrane als einstückiger Formteil ausgebildet, dessen Querschnitt sich zum messempfindlichen Elektrodenende hin verjüngt. Ein solcher Formteil ist einfach herzustellen und auch nach längerer sachgemässer Lagerung jederzeit einsatzbereit.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die zylindrische Hülse aber auch als separater Bauteil aus widerstandsfähigem Material, z. B. Kunststoff, ausgebildet sein, an dem die Membrane abdichtend befestigt ist. Der Vorteil dieser Ausführung liegt in der grösseren Steifigkeit des Anschlussstückes der Membrananordnung, so dass die Gefahr einer Beschädigung derselben beim Austausch noch weiter vermindert ist.
Bei der letztgenannten Ausführung kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die zylindrische Hülse an ihrer Mantelfläche eine Ringnut aufweisen, in die das innere Ende der Membrane eingelegt und mittels einer Fadenabbindung od. dgl. an der Hülse abdichtend befestigt ist. Die dichte Verbindung von Hülse und Membrane kann daher vom Hersteller serienmässig vorgenommen werden, so dass dem Benutzer keinerlei zusätzliche, die Verbindung von Hülse und Membrane betreffende Arbeit erwächst.
Vorzugsweise weist nach der Erfindung der die zylindrische Hülse tragende Absatz des Elektrodenträgerschaftes bzw. des Gehäuses gegenüber dem Innendurchmesser der Hülse ein einen Presssitz der Hülse gewährleistendes Übermass auf. Es bedarf daher keinerlei zusätzlicher Massnahmen zur Abdichtung der Anschlussstelle des Membranbeutels am Elektrodenträger bzw. am Gehäuse, da der Presssitz für eine einwandfreie Abdichtung an dieser Stelle sorgt.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung empfiehlt es sich weiterhin, den die zylindrische Hülse tragenden Absatz des Elektrodenträgerschaftes bzw. des Gehäuses mit vorzugsweise gegen das messempfindliche Elektrodenende hin konisch verjüngten Umfangrillen zu versehen. Diese Ausbildung begünstigt die Dichtheit der Anschlussstelle und sichert einen unverrückbaren Sitz der Membrananordnung am Absatz des Elektrodenträgerschaftes bzw. des Gehäuses.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Axialschnitt einer Elektrodenanordnung nach der Erfindung und Fig. 2 eine Einzelheit einer abgewandelten Ausführungsform der Elektrodenanordnung nach Fig. l, ebenfalls im Axialschnitt.
Die Elektrodeneinheit nach Fig. l weist einen Elektrodenträger--l--auf, der einen im wesentlichen zylindrischen Schaft --2-- mit einem Ringflansch --3-- besitzt und eine stabförmige Elektrode --4-- trägt, auf die eine hülsenförmige Bezugselektrode--5--aufgezogen ist, und deren
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Membrane --7--- erstreckt, welcher etwa im Bereich der Bezugselektrode --5-- in eine als Anschlussstück dienende zylindrische Hülse --8-- übergeht. Das innere Ende der zylindrischen Hülse-8-ist auf einen Absatz --9-- des Elektrodenträgerschaftes --2-- aufgeschoben,
welcher nach Art einer Schlauchtülle mit gegen das messempfmdliche Elektrodenende --6-- hin konisch verjüngten Umfangsrillen --10-- versehen ist. Der Aussendurchmesser des Absatzes --9-- besitzt gegenüber dem Innendurchmesser der zylindrischen Hülse--8--ein Übermass, welches einen hermetisch dichten Sitz der Hülse--8--am Absatz--9--gewährleistet.
Der von der Membrananordnung-7, 8-- umschlossene Raum ist mit einem flüssigen Elektrolyten --11-- gefüllt, der somit eine Elektrolytverbindung zwischen dem messempfindlichen Ende--6--der Elektrode--4--und der Bezugselektrode--5--herstellt.
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Der Elektrodenträger --1-- ist in die axiale Aufnahmebohrung --12-- eines Gehäuses --13-- eingesetzt und schlägt mit seinem Ringflansch --3-- an einer Ringstirnfläche-14-des
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--13-- an.verjüngten konischen Ansatz --16-- aus, dessen öffnungswinkel mit dem der konischen Aufnahmeöffnung an der nicht dargestellten Messapparatur übereinstimmen muss, damit auch ohne Zuhilfenahme eines Dichtelementes eine einwandfreieAbdichtung an der Messstelle erzielt wird. Das
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Medium (Blut) beaufschlagbar.
Durch die beschriebene Anordnung ergibt sich eine sehr vereinfachte Handhabung bei der in gewissen Zeitabständen erforderlichen Erneuerung der Elektrolytfüllung bzw. beim Austausch der Membrananordnung. Nach Lösen der Klemmschraube --15-- und Herausziehen des Elektrodenträgers - aus dem Gehäuse --13-- braucht lediglich der Membranbeutel--7, 8--vom Absatz - 9--des Elektrodenträgerschaftes--2--abgezogen zu werden, worauf nach Reinigung der
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abdichtend befestigt wird. Der Elektrodenträger--l--wird sodann wieder in das Gehäuse--13-- eingeführt und mittels der Klemmschraube --15-- gesichert. Die Anordnung ist somit wieder messbereit.
Aus Fig. 2 ist eine Ausführung des Membranbeutels ersichtlich, bei der die als Anschlussstück
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gewährleistet ist, der für eine einwandfreie Abdichtung des Elektrolytraumes an dieser Stelle sorgt.
Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, am Gehäuse selbst einen Absatz vorzusehen, an dem die zylindrische Hülse der Membrananordnung dicht befestigbar ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektrodenanordnung zur Partialdruckmessung von Gasen, insbesondere zur Messung des CO2bzw. 02-Partialdruckes bei der Blutgasanalyse, mit einer an ihrem messempfindlichen Ende mit einer flüssigkeitsdichten und gasdurchlässigen Membrane überzogenen Elektrode und einer im Abstand vom messempfindlichen Ende angeordneten Bezugselektrode, die über eine Elektrolytschicht mit dem messempfindlichen Ende der Elektrode elektrisch leitend verbunden ist, wobei ein Elektrodenträger in der abgesetzten axialen Bohrung eines ihn dicht umschliessenden Gehäuses angeordnet ist, und wobei die Membrane über die Bezugselektrode hinaus bis zu dem in einem erweiterten Abschnitt der Gehäusebohrung befindlichen Schaft des Elektrodenträgers verlängert und mit ihrem inneren Ende am Elektrodenträger bzw.
am Gehäuse hermetisch dicht befestigt ist und einen vom messempfindlichen Elektrodenende bis zur Befestigungsstelle der Membrane am Elektrodenträger bzw. am Gehäuse sich erstreckenden, die Elektrolytflüssigkeit enthaltenden Beutel bildet, nach Patent Nr. 292187,
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