CH629305A5 - Einrichtung zur messung von sauerstoffkonzentrationen. - Google Patents
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- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/404—Cells with anode, cathode and cell electrolyte on the same side of a permeable membrane which separates them from the sample fluid, e.g. Clark-type oxygen sensors
Description
629 305 2
Claims (7)
1. Einrichtung zur Messung von Sauerstoffkonzentrationen, vergrössert sein kann. Auch kann der Teilchenstrom des Sauer-mit einer Referenzelektrode (3), einer Reduktionselektrode (2) stoffs drastisch verringert sein, so dass die Störung des Konzenaus Edelmetall für den Sauerstoff und einer für den Sauerstoff trationsfeldes des Sauerstoffs durch die Messung sehr gering durchlässigen, für Wasser undurchlässigen, die Einrichtung ge- 5 wird. Um diesen Vorteil zu nutzen, weist der Eingangswidergen den Aussenraum abschliessenden Abschlussmembran (6), stand eines das Signal messenden Verstärkers vorzugsweise ei-dadurch gekennzeichnet, dass eine einen Kationenliganden ent- nen Wert von etwa 1012Q auf.
haltende, für Wasserstoff ionendurchlässige Ligandenmembran Besonders günstige Verhältnisse liegen vor, wenn der Li-
(20) vor der Reduktionselektrode (2) vorgesehen ist und dass gand Na-selektiv ist. Es hat sich nämlich gezeigt, dass dann ein zwischen der Ligandenmembran (20) und der Abschlussmem- 10 leicht anzeigbares und der Sauerstoffkonzentration gut propor-
bran (6) ein das Ligandenkation enthaltender Elektrolyt (5) tionales Signal entsteht. Als Ligand kann dabei vorteilhaft 3.6-
angeordnet ist. Diooxaoctandisäure-bis-diphenylamin dienen.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn der Elektrolyt aus 10 mM dass ein das Signal der Elektroden messender Verstärker (4) NaCl und 0,1 nHCl besteht.
einen Eingangswiderstand von etwa IO12 Q hat. 15 In einer anderen Weiterbildung kann die Referenzelektrode
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, mit einer, einen von dem Kationenliganden der Ligandenmem-dass der Ligand Na-selektiv ist. bran verschiedenen Liganden enthaltenden Referenzliganden-
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, membran bedeckt sein. Dadurch kann ein phsysikalischer oder dass der Ligand 3.6-Diooxaoctandisäure-bis-diphenylamin ist. chemischer Angriff auch auf die Referenzelektrode verhindert
5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 20 werden.
dass der Elektrolyt (5) aus 10 mM NaCI und 0,1 n HCl besteht. Mit der Einrichtung kann auch amperometrisch, also mit
6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, einem Messwiderstand von etwa IQ6 Q, der einen stationären dass die Referenzelektrode (3) mit einer, einen von dem Katio- Teilchenstrom im Messystem erzeugt, in bekannter Weise ge-nenliganden der Ligandenmembran (20) verschiedenen Ligan- messen werden. In dieser Anwendung besteht dann noch immer den enthaltenden Referenzligandenmembran (30) bedeckt ist. 25 der Vorteil, dass die Elektroden physikalisch und chemisch ge-
7. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekenn- schützt sind.
zeichnet, dass die Ligandenmembran bzw. -membranen (20,30) . _
aus Polyvinylchlorid bestehen. Em Ausfuhrungsbeispiel der Einrichtung nach der Erfindimg ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.
- 30 Gemäss der Zeichnung ist eine Polarisationsspannungsquel-
le 1 an eine Reduktionselektrode 2, die beispielsweise aus Platin besteht, und eine vorzugsweise ringförmig um die Reduktions-
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Messung von elektrode 2 liegende Referenzelektrode 3 angelegt. Vor der Re-
Sauerstoffkonzentrationen mit einer Referenzelektrode, einer duktionselektrode 2 ist eine einen ionnen-selektiven Kationen-
Reduktionselektrode aus Edelmetall für den Sauerstoff und ei- ^ liganden enthaltende und für Wasserstoffionen sowie für Sauer-
ner für den Sauerstoff durchlässigen, für Wasser undurchlässi- stoff durchlässige Membran 20 aus Polyvinylchlorid und vor der gen, die Einrichtung gegen den Aussenraum abschliessenden Referenzelektrode 3 eine, einen von der Ligandenmembran
Abschlussmembran. verschiedenen Liganden enthaltende Referenzligandenmem-
Bekannte Einrichtungen dieser Art weisen zwei wesentliche bran 30 angeordnet. Die Referenzligandenmembran 30 kann
Nachteile auf. 4Q auch entfallen. Der Ligand der Ligandenmembran 20 ist vor-
Einmal kann auch bei der Wahl hochgereinigter Edelmetal- zugsweise 3.6-Diooxaoctandisäure-bis-diphenylamin. Ein Elek-le für die Elektroden ein Transport von Fremdstoffen auf die trolyt 5 bedeckt die gesamte Anordnung, die durch eine AbElektroden nicht verhindert werden, so dass die Elektroden schlussmembran 6 gegen den Aussenraum abgeschlossen ist. Drifterscheinungenzeigen, die eine unbeschränkte Betriebs- Der Elektrolyt besteht aus 10 mM NaCl und 0,1 n HCl, wenn dauer verhindern. Zum anderen ist der Sauerstoffverbrauch ^ keine Referenzligandenmembran vorgesehen ist. Ist eine Refe-durch die Messung selbst bisher derart hoch, dass es grundsätz- renzligandenmembran vorgesehen, muss der Elektrolyt zusätzlich zu Störungen des Diffusionsfeldes in den meist gemessenen Hch noch das Ion dieses Liganden enthalten.
organischen Geweben kommt. Dadurch kann die wahre Sauer- Liegt nun im Aussenraum eine bestimmte Konzentration Stoffkonzentration nicht oder nur mit sehr langen Messzeiten von Sauerstoff 7 vor, dann diffundiert dieser durch die Teflongewonnen werden. 50 membran 6 und weiterhin, zusammen mit den Wasserstoffionen
Um diese Nachteile zu verringern, ist die erfindungsgemässe aus dem Elektrolyten 5, in die Ligandenmembran 20. Dort entEinrichtung dadurch gekennzeichnet, dass eine einen Kationen- steht nach Reduktion des Sauerstoffes zusammen mit den Was-
liganden enthaltende, für Wasserstoffionen durchlässige Ligan- serstoffioiien Wasser nach der Gleichung denmembran vor der Reduktionselektrode vorgesehen ist und dass zwischen der Ligandenmembran und der Abschlussmem- ^ . 02 + 43—»20—+ H+ = 2H20 bran ein das Ligandenkation enthaltender Elektrolyt angeordnet ist. Die durch diesen Vorgang entstehende Potentialänderung
In dieser Einrichtung kann die Ligandenmembran durch ih- der Elektrode 2-20 in der Potentialkette aus den Elektroden re Selektionswirkung dafür sorgen, dass nur der Reaktionsstoff 2—20,3—30, dem Elektrolyten 5 und der Polarisationsspan-
und nicht auch Stoffe aus dem Elektrolyt oder der Gegenelek- 60 nungsquelle 1 wird durch einen Messverstärker 4 mit Anzeige trode mit der Reduktionselektrode in Berührung kommen, so gemessen. Der Messverstärker 4 hat einen Eingangswiderstand dass physikalische und chemische Änderungen an der Reduk- von etwa IO12 Q.
C
1 Blatt Zeichnungen
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