CN101111760B - 用于为电位传感器输送电解液的适配器 - Google Patents

Abstract

具有传感器轴(10)的电位传感器的适配器，在传感器轴外壳表面具有参考液体开口(9)，该适配器包括环室体(1)，该环室体具有用于容纳传感器轴的传感器开口，其中在传感器开口内安排了对于传感器轴的第一和第二密封环，参考液体开口的轴向位置位于第一和第二密封环间，其中在密封环和传感器轴间构成环室，该环室与参考液体开口相连通，并且环室体还包括延伸于环室和参考输送开口间的通道，由此其特征在于，该适配器此外还包括过程连接体(7)，该过程连接体具有过程连接开口，该过程连接开口围绕传感器轴并且它的轴对准传感器开口轴，其中过程连接体的轴向位置相对于环室体固定，并且过程连接体相对于环室体可自由转动。

Description

用于为电位传感器输送电解液的适配器

技术领域

本发明涉及传感器，这类传感器需要液体物质作为参考或者标定溶液。例如电位传感器，尤其pH传感器或者氧化还原传感器都属于这类传感器，以下会根据它们的实施例对本发明作进一步解释，但本发明并不局限于这几个传感器。

背景技术

电位传感器通常在工作电极和参考电极间测量电位差，其中工作电极置于缓冲溶液中，该电极通过玻璃膜与检测介质隔离。参考电极置于参考电解液中，例如pH传感器位于3.5摩尔的KCL溶液中。

为了保证测量质量不变，必须要定时更新参考电解液。因此在pH传感器或者氧化传感器的外壳表面上通常包括填充开口。因为工作人员为了能够从填充开口实现电解液的填充而必须单独检查每个传感器，所以填充参考电解液经证明是一件麻烦的事情。为了简化这个过程，虽然可以找到具有管连接的pH传感器，容器内的参考电解液可以经过该管连接而流入传感器。例如该管连接可以为集成在填充开口周围和传感头内的所谓玻璃管钳。同样的东西是JUMO公司的所谓过压附件，该过压附件包括参考电解液的管连接。

但是前述所有传感器，按照规定而通过螺纹旋入过程开口，其中通过旋入而使传感器与过程开口密封面间的密封环压紧。但是由此也就与安全隐患相结合，当管连接相对于过程开口拧紧时，例如标定管连接时，可能会引起过程密封的失灵。

JUMO公司的过压附件此外也具有以下安全缺陷。即将输送参考液体的路径相对于传感器轴在路径外侧而密封的密封环，通过螺旋套筒压入密封座并反抗于传感器轴，其中螺旋套筒两端具有螺纹。第一螺纹用于将螺旋套筒拧入传感头并以前述方式将密封环压入。第二螺纹作为过程连接螺纹，用于将传感器拧入过程连接。在这种情况下传感头的旋转会损伤两个密封，即首先过程密封，其次输送参考液体的密封。在严重情况下，当两个密封失效时，参考液体会流入要检测的过程介质内。

发明内容

因此本发明的目的是，一种具有电解液连接的电位传感器以及一种用于电位传感器且具有电解液连接的适配器，它们提供克服现有技术的缺陷。

本发明的用于电位传感器的适配器具有轴对称的传感器轴，在该传感器轴外壳表面具有参考液体开口，该适配器包括环室体，该环室体具有轴对称的传感器开口用于将传感器轴容纳在关于环室体的给定轴向位置；其中传感器开口在第一轴向段内具有第一环形密封座并在第二轴向段内具有第二环形密封座；在第一密封座与传感器轴间以及在第二密封座与传感器轴间能够将第一和第二密封环压紧；参考液体开口的轴向位置位于第一和第二轴向段之间，如果传感器轴按照规定而容纳在适配器内，则在第一和第二密封环以及传感器轴的外壳表面间构成环室，该环室与参考液开口相连通；并且环室体还包括通道，该通道在环室和参考输送开口间延伸；由此其特征在于，该适配器此外还包括过程连接体，该过程连接体具有过程连接开口，该过程连接开口围绕传感器轴并且它的轴对准传感器开口的轴，其中过程连接体的轴向位置相对于环室体固定，并且过程连接体相对于环室体可自由转动。

第一密封座可以例如包括用于密封环的第一密封面，该密封面邻接于传感器开口的第一末段并朝向该末段。在传感器开口第一末段内可以提供互补螺纹可旋入其中的螺纹，该互补螺纹例如提供在电位传感器的传感头上。传感头通常比传感器轴的直径大，所以在它们之间就构成了径向阶梯，该径向阶梯用作传感头侧的定位面。或者可将该定位面本身用作第一压紧面，第一密封环以该压紧面而挤压第一密封面，或者该定位面可轴向支撑具有第一压紧面的第一中间环。

传感头的螺纹或者可与传感头刚性连接或者构造在可相对于传感头旋转的套筒之上。

例如第二密封座可以包括密封环的第二密封面，该密封面邻接于传感器开口的第二末段并朝向该末段，其中第二末段远离于第一末段。可在传感器开口的第二末段内提供螺纹，可将螺旋套筒旋入该螺纹内。或者可将螺旋套筒的端面用作第二压紧面，第二密封环以该压紧面而挤压第二密封面，或者该定位面可轴向支撑具有第二压紧面的第二中间环。

为了避免将引起第二密封环压紧的不必要扭矩引入螺旋套筒，螺旋套筒到过程连接体或者到过程密封没有力接合。也就是说过程连接体和螺旋套筒为分离的零件，在螺旋套筒和过程连接体间不具有摩擦接合或者形状接合，并且过程密封不支撑在螺旋套筒之上。

可分别在支连接和/或主连接内将第一和/或第二密封环压紧。所有在支连接内的压紧都会引起密封环几何上准确限定的压紧角度。但是在主连接内的压紧必要时可简单地将压紧力最大化。

同样将传感器轴的外壳表面用作压紧的第一和第二密封环的密封表面，以构成环室的完全密封。

在根据本发明适配器的替代构造内，第一和/或第二密封座各自在传感器开口内包括环绕的环槽，将该环槽的尺寸测定为，该环槽将传感器轴和环槽间的密封环压紧到生成的密封环平面压制会引起可靠密封。

过程连接体可以例如包括包围传感器轴的套筒，该套筒将环室体至少包围在轴向段内，或者被环室体的轴向段包围，并且该套筒以适当的固定工具固定以确保不会相对于环室体而轴向位移。

在所述套筒外壳表面上可以具有螺纹或者卡口式接头部分，以能够安装到所属互补构造的过程开口内。

同样所示套筒也可包括能够与合适的反法兰相固定的法兰。

可同时将朝向过程开口的套筒端面或者环室体的端面用作过程密封的压紧面，其中压紧的过程密封的密封作用能够优选作用于过程开口定位面和传感器外壳表面之间。

例如参考输送开口可以汇入参考液导管的连接，例如管连接。

例如电位传感器可以包括pH传感器或者氧化传感器，尤其可以包括所谓的单棒测量元件。例如传感器轴可以包括玻璃的，金属的或者塑料的，例如PEEK。

原则上环室体可以具有任意材料，其中尤其优选当前的塑料PEEK。

根据本发明的电位传感器包括：轴对称的传感器轴，在其外壳表面具有参考液体开口；环室体，具有轴对称的传感器开口，传感器轴以相关于环室体的给定轴向位置容纳于该传感器开口内；其中传感器开口在第一轴向段内包括用于传感器轴的第一环形密封并在第二轴向段内包括用于传感器轴的第二环形密封；参考液体开口的轴向位置位于第一轴向段和第二轴向段之间，如果将传感器轴按照规定而容纳在适配器中，则在第一密封、第二密封和传感器轴的外壳表面间构成环室，该环室与参考液体开口相连通；并且环室体还包括通道，该通道在环室和参考引导开口间延伸；其特征在于，所述传感器此外还包括过程连接体，该过程连接体具有过程连接开口，该过程连接开口围绕传感器轴并且它的轴对准传感器开口的轴，其中过程连接体的轴向位置相关于环室体固定，并且过程连接体相关于环室体可自由转动。

附图说明

以下结合附图中的实施例而解释本发明。附图中：

图1根据本发明适配器第一实施例的纵剖图；

图2根据本发明适配器第二实施例的纵剖图。

具体实施方式

图1显示的本发明的适配器包括环室体1，该环室体具有圆柱形的传感器开口，pH传感器的传感器轴10插入传感器开口的给定轴向位置。轴向位置由pH传感器的传感头4限定，所述传感头与传感器轴10固定连接，其中传感头4具有螺纹套筒6，所述螺纹套筒旋入传感器开口的第一末段的螺纹内。

传感器开口具有第一环形密封座2，该密封座在第一轴向段内具有凹的漏斗形密封面并且邻接于第一末段。将包围传感器轴的传感头环形端面用作第一压紧面，第一密封环以该压紧面挤压漏斗形的密封面并且由于挤压漏斗形密封面所产生的正交力的径向分量而挤压传感器轴。

传感器开口第二轴向段内具有第二密封座，该密封座具有环绕的环槽5，密封环3位于该环槽内，该密封环在环槽5的槽底和传感器轴的外壳间被压紧。

以以上方式，在第一密封环和第二密封环间以及在传感器轴外壳表面和传感器开口外壁之间构成了环室，传感器轴10的参考液体开口9和通道8汇入该环室，所述通道贯穿环室体1延伸到参考液体导管连接。这里没有详细显示参考液体导管连接。

环室体1的第二末段由圆柱形螺纹套筒7包围，该螺纹套筒在旋入过程开口中作为过程连接体。螺纹套筒7相关于环室体1可自由转动并且由环室体1第二末端的径向凸起相关于环室体1而轴向固定。环室体1的环形端面在其第二末端包围传感器轴，同时也作为过程密封的压紧面。

图2显示的本发明的适配器包括具有圆柱形传感器开口的环室体11，pH传感器的传感器轴20插入传感器开口的给定轴向位置。轴向位置由pH传感器的传感头限定，所述传感头与传感器轴10固定连接，其中传感头4具有螺纹，所述螺纹旋入传感器开口的第一末段内。

传感器开口具有第一环形密封座12，该密封座在第一轴向段内具有凹的球面形密封面并且邻接于第一末段。邻接于传感头环形端面的第一压紧环14包围传感器轴并且相关于传感器可自由转动，而且该压紧环具有第一压紧面，第一密封环以该压紧面挤压球面形的密封面并且由于挤压球面形密封面所产生的正交力的径向分量而挤压传感器轴20。

第二密封座13包括密封环的第二球面形密封面，该密封面邻接于传感器开口的第二末段并朝向该末段，其中第二末段远离于第一末段。在传感器开口的第二末段内提供了将螺旋套筒16旋入的螺纹，螺旋套筒的端面轴向支撑着第二压紧环15，该压紧环具有第二压紧面，对应的第二密封环以该压紧面挤压第二密封面和传感器轴20的外壳表面。

以以上方式，在第一密封环和第二密封环间以及在传感器轴20外壳表面和传感器开口外壁之间构成了环室，传感器轴20的参考液体开口19和通道汇入该环室，所述通道贯穿环室体1直通到参考液体导管连接18。

环室体11在其第二末段由圆柱形螺纹套筒17包围，该螺纹套筒用作用于旋入过程开口的过程连接体。螺纹套筒17相关于环室体11可自由转动并且由环室体11第二末端上的径向凸起确保不会相对于环室体11而轴向移动。包围传感器轴20的螺纹套筒17的环形端面用作过程密封的压紧面。

Claims (11)

1.用于电位传感器的适配器，该传感器具有轴对称的传感器轴，在其外壳表面上具有参考液体开口(9；19)，其中该适配器包括：环室体(1；11)，其具有轴对称的传感器开口用于在关于环室体(1；11)的给定轴向位置容纳传感器轴(10；20)，其中传感器开口在第一轴向段内具有第一环形密封座(2；12)并在第二轴向段内具有第二环形密封座(3；13)，第一和第二密封环能够在第一环形密封座与传感器轴间以及在第二环形密封座与传感器轴间被压紧，参考液体开口(9；19)的轴向位置位于第一和第二轴向段之间，当传感器轴按照规定容纳在适配器中时，在第一和第二密封环以及传感器轴(10；20)的外壳表面间构成环室，该环室与参考液体开口(9；19)相连通，并且环室体还包括通道(8；18)，该通道在环室和参考输送开口间延伸，其特征在于，所述适配器此外还包括过程连接体(7；17)，该过程连接体具有过程连接开口，该过程连接开口围绕所述传感器轴(10；20)并且它的轴对准所述传感器开口的轴，其中所述过程连接体(7；17)的轴向位置相对于所述环室体(1；11)固定，并且所述过程连接体相对于所述环室体可自由转动。

2.根据权利要求1所述的适配器，其中第一环形密封座包括用于密封环的第一密封面，该密封面邻接于传感器开口的第一末段并朝向该末段。

3.根据权利要求2所述的适配器，其中在传感器开口第一末段内提供互补螺纹可旋入其中的螺纹，互补螺纹提供于电位传感器的传感头，其中传感头的环形端面直接或者通过位于中间的第一压紧环而导致密封环压向第一密封面。

4.根据权利要求1至3之一所述的适配器，其中第二环形密封座包括用于密封环的第二密封面，该密封面邻接于传感器开口的第二末段并朝向该末段，其中第二末段远离第一末段。

5.根据权利要求4所述的适配器，其中传感器开口的第二末段内提供螺纹，可将螺旋套筒旋入该螺纹内，以使密封环直接或者通过位于中间的第二压紧环压向第二密封面。

6.根据权利要求1所述的适配器，其中传感器轴(10；20)的外壳表面同样用作用于压紧的第一和第二密封环的密封表面，以构成环室的完全密封。

7.根据权利要求1所述的适配器，其中第一和/或第二环形密封座在传感器开口内分别包括环绕的环槽，将该环槽的尺寸测定为，该环槽将传感器轴和环槽间的密封环压紧到生成的密封环平面压制会引起可靠密封。

8.根据权利要求1所述的适配器，其中过程连接体包括包围传感器轴的套筒，该套筒将环室体至少包围在轴向段内，或者被环室体的轴向段包围，并且该套筒以固定工具固定不会相对于环室体而轴向位移。

9.根据权利要求8所述的适配器，套筒在外壳表面上具有螺纹或者部分卡口式接头或者在其端面侧具有法兰。

10.根据权利要求8或9所述的适配器，其中将套筒或者环室体朝向过程开口的端面用作用于过程密封的压紧面。

11.电位传感器，包括：轴对称的传感器轴，在其外壳表面具有参考液体开口；环室体，具有轴对称的传感器开口，传感器轴以相关于环室体的给定轴向位置容纳于该开口内；其中传感器开口在第一轴向段内包括用于传感器轴的第一环形密封并在第二轴向段内包括用于传感器轴的第二环形密封，参考液体开口的轴向位置位于第一轴向段和第二轴向段之间，当传感器轴按照规定而容纳在适配器中时，在第一环形密封、第二环形密封和传感器轴的外壳表面间构成环室，该环室与参考液体开口相连通，并且环室体还包括通道，该通道在环室和参考引导开口间延伸，其特征在于，所述传感器此外还包括过程连接体，该过程连接体具有过程连接开口，该过程连接开口围绕所述传感器轴并且它的轴对准所述传感器开口的轴，其中所述过程连接体的轴向位置相关于所述环室体固定，并且所述过程连接体相关于所述环室体可自由转动。

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