DE102015122454A1 - Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer Referenzelektrode - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Referenzelektrode (1), wobei ein Innenraum (2) der Referenzelektrode (1) durch eine Außenwandung (3) begrenzt ist und wobei sich in dem Innenraum (2) bis zu einer vorgegebenen Höhe (h) ein Referenzelektrolyt (4) befindet, wobei die Referenzelektrode (1) in eine Druckbeaufschlagungskammer (6) eingebracht wird, wobei die Druckbeaufschlagungskammer (6) und über eine Öffnung (5), die sich oberhalb der vorgegebenen Höhe (h) in der Außenwandung (3) der Referenzelektrode (1) befindet, der Innenraum (2) der Referenzelektrode (1) mit einem definierten Überdruck (PÜ) beaufschlagt wird, und wobei die Öffnung (5) in der Außenwandung (3) der Referenzelektrode (1) bei dem definierten Überdruck (PÜ) verschlossen wird. Desweiteren bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer Referenzelektrode. Desweiteren betrifft die Erfindung eine Sensorbaugruppe, insbesondere eine potentiometrische Einstabmesskette, mit einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gefertigten Referenzelektrode.
  • Potentiometrische Sensoren werden sowohl in der Prozessanalytik als auch im Labor für eine Vielzahl analytischer Anwendungen genutzt. Eine wichtige mittels potentiometrischer Messketten messbare Prozessgröße ist der pH-Wert, der beispielsweise in der Umweltanalytik, in chemischen oder biochemischen Verfahren eine wichtige Rolle spielt. Der pH-Wert entspricht dem negativen dekadischen Logarithmus der H+ bzw. H3O+-Ionenaktivität in einer Messflüssigkeit, die in verdünnten Lösungen der H+- bzw. H3O+-Ionenkonzentration gleichgesetzt werden kann. Potentiometrische Sensoren können außerdem zur Bestimmung der Konzentrationen anderer in einer Messflüssigkeit vorliegender Ionen, wie z.B. Chlorid, Nitrat, Natrium, Kalium oder Phosphat, eingesetzt werden.
  • Ein potentiometrischer Sensor kann beispielsweise eine potentiometrische Messkette umfassen, welche in der Regel eine Messhalbzelle bzw. eine Messelektrode und eine Referenzhalbzelle bzw. eine Referenzelektrode aufweist. Im Falle eines pH Sensors weist die Messhalbzelle eine pH-sensitive Membran auf, deren vom Messmedium abgewandte Oberfläche mit einem ein Puffersystem aufweisenden Innenelektrolyten in Kontakt steht. Die pH-sensitive Membran ist häufig als Glasmembran ausgestaltet und bildet in Kontakt mit einem wasserhaltigen Messmedium eine Quellschicht. Je nach pH-Wert des Messmediums diffundieren H+-Ionen aus der Quellschicht heraus oder in die Quellschicht hinein. Im Messbetrieb der Messhalbzelle erfolgt diese Diffusion sowohl an der das Messmedium berührenden als auch an der den Innenelektrolyten berührenden Oberfläche der pH-sensitiven Membran. Da der Innenelektrolyt einen konstanten pH-Wert aufweist, resultiert eine vom pH-Wert des Messmediums abhängige Potentialdifferenz. Der Innenelektrolyt wird durch ein Ableitelement, das beispielsweise als Metalldraht ausgestaltet ist, kontaktiert.
  • Die Referenhalbzelle besteht aus einem Ableitelement beispielsweise in Form einer Elektrode zweiter Art, die in einen für die Referenzhalbzelle potentialbestimmenden Referenzelektrolyten eintaucht. Diese liefert idealerweise ein von der Zusammensetzung des Messmediums unabhängiges Bezugspotential. Der Referenzelektrolyt steht beispielsweise über ein in der Außenwandung angeordnetes Diaphragma mit dem Messmedium in Verbindung. Bei einer Silber/Silberchlorid-Elektrode dient als Ableitelement ein chloridierter Silberdraht, als Referenzelektrolyt eine hochkonzentrierte, z.B. 3 molare Kaliumchloridlösung. Die zwischen dem Ableitelement der Messhalbzelle und dem Ableitelement der Referenzhalbzelle abgreifbare Spannung, auch als pH-Spannung bezeichnet, wird von der Mess-/Auswerteelektronik erfasst und anhand einer durch Kalibrierung ermittelten Sensorkennlinie in den pH-Wert des Messmediums umgerechnet werden.
  • Einen ganz analogen Aufbau haben auch potentiometrische Messketten von Sensoren zur Bestimmung der Konzentration anderer Ionen als H+, häufig als ionenselektive Elektroden (ISE) bezeichnet, wobei die Messhalbzelle je nach Ionenart eine entsprechende ionensensitive Membran umfasst. Solche Messketten werden auch als ionenselektive Elektroden bezeichnet.
  • Obwohl potentiometrische Sensoren sehr präzise und verlässliche Messergebnisse liefern und sowohl in der Laboranalytik als auch in der industriellen Prozessanalytik gut etabliert sind, haben sie auch Nachteile. So dringt über das Diaphragma Messmedium in den Referenzelektrolyten ein, was im Laufe der Zeit einerseits zu einer Verdünnung des Referenzelektrolyten und damit zu einer Änderung des Referenzpotentials führt. Andererseits können auch aus dem Messmedium eindringende Elektrodengifte das Referenzpotential des als Elektrode zweiter Art ausgestalteten Ableitelements verändern. Verstärkt wird dieser Effekt zwangsläufig, wenn der außerhalb der Messkette herrschende Außendruck größer ist als der im Innenraum der Referenzelektrode herrschende Innendruck.
  • Um dieser Problematik entgegenzuwirken, können Referenzelektroden mit einem Anschluss für das kontinuierliche Nachfließen von Elektrolytlösung versehen werden. Mittels eines neben der Referenzelektrode angeordneten druckbeaufschlagbaren Vorratsbehälter kann hiermit Elektrolytlösung aus dem Vorratsbehälter über den Innenraum der Referenzhalbzelle bzw. Referenzelektrode und das Diaphragma in den Prozess gedrückt werden. Nachteilig hierbei ist der erhebliche Installations- und Wartungsaufwand solcher Lösungen.
  • Um den Installations- und Wartungsaufwand gering zu halten, und dennoch für einen kontinuierlichen Ausfluss von Elektrolytlösung aus dem Innenraum der Referenzhalbzelle bzw. Referenzelektrode zu sorgen, sind bereits unterschiedliche Ausgestaltungen von druckbeaufschlagten Referenzelektroden bekannt geworden. Bei den bekannt gewordenen Lösungen wird der Innenraum der Referenzelektroden, welcher ein mit Gas gefülltes Volumen umfasst, mit einem Innendruck beaufschlagt, der üblicherweise höher ist als der maximal am Einsatzort der Messkette herrschende Außendruck. Durch die Ausdehnung des Gasvolumens im Innenraum derartiger Referenzhalbzellen bzw. Referenzelektroden wird nach Inbetriebnahme einer solchen druckbeaufschlagten Referenzelektrode der Elektrolyt durch das Diaphragma herausgedrückt.
  • Die DE 37 02 501A1 beschreibt eine pH-Messkette mit einer druckbeaufschlagten Referenzelektrode für mikrobiologische Prozesse. In der pH-Messkette ist oberhalb des Referenzelektrolyten ein Hohlraum angeordnet, in dem sich ein unter Druck stehendes Gas befindet, das mit dem Referenzelektrolyten in Kontakt steht. Zwecks Druckbeaufschlagung ist eine in den Hohlraum einmündende, gasdicht in der Wandung des Elektrodengehäuses befestigte Gaszuführung vorgesehen, die gasdicht verschließbar ist. Die Gaszuführung ist als Platinkapillare ausgebildet, welche nach dem Zuführen des Gases durch Abklemmen mit einer Zange verschlossen wird. Aufgrund der speziellen Ausgestaltung der Referenzelektrode ist diese bekannte Lösung technisch aufwändig und mit erhöhten Kosten verbunden.
  • In der EP 1 544 608 B1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer druckbeaufschlagte Referenzelektrode bekannt geworden. Bei dieser Lösung erfolgt die Druckbeaufschlagung nicht über eine Zusatzkomponente, z.B. die in der DE 37 02 501 A1 beschriebene Platinkapillare, sondern über das Diaphragma, das als solches notwendiger Bestandteil jeder Referenzelektrode ist. Das Diaphragma besteht üblicherweise aus einer porösen Silica- oder Zirkonoxidkeramik. Durch die Druckbeaufschlagung der Referenzelektrode über das Einpressen von Gas, z.B. Luft, über das Diaphragma, lässt sich in der Referenzelektrode ein Überdruck bis zu 10 bar erreichen.
  • Diese bekannte Lösung hat den Nachteil, dass die Druckbeaufschlagung zeitaufwändig und/oder dass der in der druckbeaufschlagten Referenzelektrode herrschende Innendruck mit einer relativ großen Varianz bekannt ist. Abgesehen davon, dass eine gewisse Varianz bei den Referenzelektroden vorliegt, hat das Gas bzw. die Luft bei der bekannten Lösung keinen ungehinderten Zugang zu dem Innenraum der Referenzelektrode. Vielmehr wird das Gas über die poröse Keramik in den Innenraum der Referenzelektrode eingepresst. Anschließend muss die durch die poröse Keramik eingepresste Luft den Weg durch den fließfähigen, üblicherweise verdickten Referenzelektrolyten nehmen, um den Innenraum mit dem gewünschten Druck zu beaufschlagen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verfahren und eine Vorrichtung vorzuschlagen, mit dem bzw. mit der eine Referenzelektrode auf einfache und schnelle Weise mit einem vorgegebenen Druck beaufschlagbar ist.
  • Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung einer Referenzelektrode gelöst, wobei ein Innenraum der Referenzelektrode durch eine Außenwandung begrenzt ist und wobei sich in dem Innenraum bis zu einer vorgegebenen Höhe ein Referenzelektrolyt befindet. Die Referenzelektrode wird in eine Druckbeaufschlagungskammer eingebracht; anschließend wird die Druckbeaufschlagungskammer und über eine Öffnung, die sich oberhalb der vorgegebenen Höhe in der Außenwandung der Referenzelektrode befindet, der Innenraum der Referenzelektrode mit einem definierten Überdruck beaufschlagt. Die Öffnung in der Außenwandung der Referenzelektrode wird nachfolgend bei dem definierten Überdruck verschlossen. Es versteht sich von selbst, dass auch eine Vielzahl von Referenzelektroden gleichzeitig dem erfindungsgemäßen Verfahren unterzogen werden können.
  • Über die Öffnung in der Außenwandung der Referenzelektrode stellt sich in dem Innenraum der Referenzelektrode sehr schnell, innerhalb weniger Sekunden, der gleiche Überdruck wie in der Druckbeaufschlagungskammer ein. Da die Öffnung unter dem in der Druckbeaufschlagungskammer herrschenden Druck verschlossen wird, entspricht der Druck in dem Innenraum der Referenzelektrode dem Überdruck, der in der Druckbeaufschlagungskammer herrscht. Da dieser Überdruck beliebig genau einstellbar ist, ist auch der Überdruck in dem Innenraum der Referenzelektrode wohl definiert.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Öffnung in der Außenwandung der Referenzelektrode durch gezieltes Zuführen von Energie erzeugt. Bevorzugt geschieht dieses Erzeugen der Öffnung in der Außenwandung der Referenzelektrode durch Aufschmelzen in der Druckbeaufschlagungskammer, insbesondere zu einem Zeitpunkt, wenn diese noch nicht mit Überdruck beaufschlagt ist. Es versteht sich von selbst, dass die Öffnung auch bereits während des üblichen Herstellungsprozesses der Referenzelektrode in die Außenwandung eingebracht werden kann.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Öffnung in der Außenwandung der Referenzelektrode durch gezieltes Zuführen von Energie verschlossen wird. Das Zuschmelzen der Öffnung erfolgt bei dem definierten in der Druckbeaufschlagungskammer herrschenden Überdruck.
  • Nach dem Verschließen der Öffnung wird die Druckbeaufschlagungskammer belüftet. Bevorzugt wird der Druck in der Druckbeaufschlagungskammer auf den in der Umgebung der Druckbeaufschlagungskammer herrschenden Druck herabgesenkt.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens schlägt vor, dass die Öffnung in der Außenwandung der Referenzelektrode durch thermisches Aufschmelzen bzw. Zuschmelzen mittels Laserstrahlung oder in der Flamme erzeugt bzw. verschlossen wird.
  • Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gefertigte Referenzelektrode kommt bevorzugt bei einer Sensorbaugruppe, insbesondere bei einer potentiometrische Einstabmesskette, zum Einsatz. Bevorzugt dient die potentiometrische Sensorbaugruppe zur Messung oder Überwachung des pH- Wertes eines Messmediums. Üblicherweise handelt es sich bei der Referenzelektrode und bei der Messelektrode um Elektroden aus Glas oder Kunststoff. Die mit Druck zu beaufschlagende Referenzelektrode kann an dem vom Messmedium abgewandten Endbereich verschmolzen sein, oder der Endbereich ist durch eine weitere Komponente gasdicht verschlossen
  • Zur Durchführung des zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens und seiner vorteilhaften Weiterbildungen kommt eine Vorrichtung zum Einsatz, die die folgenden Komponenten aufweist: eine Druckbeaufschlagungskammer mit einem Gehäuse, eine Druckzufuhr, über die der Überdruck in der Druckbeaufschlagungskammer einstellbar ist; einen Laser, der so angeordnet und/oder fokussiert ist, dass die Öffnung der druckbeaufschlagten Referenzelektrode mittels Laserstrahlung erzeugt und/oder verschlossen wird.
  • In diesem Zusammenhang sieht eine bevorzugte Lösung vor, dass der Laser außerhalb des Gehäuses der Druckbeaufschlagungskammer angeordnet ist. Damit die Laserstrahlung ungehindert durch die Wandung des Gehäuses dringen kann, ist zumindest ein Teilbereich des Gehäuses der Druckbeaufschlagungskammer aus einem Material gefertigt, das für die von dem Laser erzeugte Laserstrahlung durchlässig ist. Alternativ ist weiterhin vorgesehen, dass der Laser innerhalb des Gehäuses der Druckbeaufschlagungskammer angeordnet ist.
  • Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigt:
  • 1: schematische Darstellung eines als Einstabmesskette ausgestalteten potentiometrischen pH-Sensors,
  • 2: eine schematische Darstellung einer als Einstabmesskette ausgestalteten pH-Elektrode mit Öffnung in der Außenwandung der Referenzelektrode,
  • 3: eine schematische Darstellung einer Druckbeaufschlagungskammer und
  • 4: eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung einer druckbeaufschlagten Referenzelektrode.
  • 1 zeigt in schematischer Darstellung einen potentiometrischen Sensor zur pH-Messung, der eine als Einstabmesskette 7 ausgestaltete potentiometrische Messkette mit einer Referenzhalbzelle bzw. Referenzelektrode 1 und einer Messhalbzelle bzw. Messelektrode 12 umfasst. Die rohrförmige Gehäusewand 17 der Messelektrode 12 ist an ihrem dem Messmedium 16 zugewandten Endbereich durch eine pH-sensitive Membran 14 verschlossen. Die vom Messmedium 16 abgewandten Endbereiche von Messelektrode 12 und Referenzelektrode 1 sind gasdicht mittels eines Sensorkopfes 21 verschlossen, welcher auch Teile der Mess-/Auswerteelektronik 20 umfassen kann.
  • Im Innenraum 13 der Messelektrode 12 befindet sich ein Innenelektrolyt 15, der ein pH-Puffersystem umfasst. In den Innenelektrolyt 15 ist ein Ableitelement 19 eingetaucht. Bei dem Ableitelement 19 handelt es sich beispielsweise um einen chloridierten Silberdraht. Das Ableitelement 19 ist mit der Mess-/Auswerteelektronik 20 verbunden, die sich entweder ganz oder teilweise im Sensorkopf 21 oder in einem abgesetzt angeordneten Transmitter befindet.
  • Die Referenzelektrode 1 ist bevorzugt als Silber/Silberchlorid-Bezugselektrode ausgestaltet. Der Innenraum 2 der Referenzelektrode 1 wird durch die Gehäusewand 17 der Messelektrode 12 und die Außenwandung 3 der Referenzelektrode 1 gebildet. Die Referenzelektrode 1 ist ringförmig um die Messelektrode 12 angeordnet. In den der pH-sensitiven Membran 14 zugewandten Endbereichen sind Messelektrode 12 und Referenzelektrode 1 miteinander verbunden. In dem Innenraum 2 der Referenzelektrode 1 befindet sich der Referenzelektrolyt 4. Bevorzugt umfasst der Referenzelektrolyt 4 eine hoch konzentrierte, z.B. 3 molare KCl-Lösung. Der Referenzelektrolyt 4 kann durch Zusatz beispielsweise eines Polymers, wie z.B. Polyacrylamid oder ein schwach vernetztes, auf DADMAC basierendes Gel, eingedickt sein.
  • In den Referenzelektrolyten 4 taucht ein Ableitelement 22 ein, das ebenso wie das Ableitelement 19 der Messelektrode 12 als chloridierter Silberdraht ausgestaltet sein kann. In der Außenwandung 3 der Referenzelektrode 1 ist eine Überführung vorgesehen, die beispielsweise als Durchgangsöffnung oder bevorzugt als poröses Diaphragma 23 ausgestaltet ist. Über das Diaphragma 23 steht der Referenzelektrolyt 4 mit dem Messmedium 16 im Bereich der pH-sensitiven Membran 14 in elektrolytischem Kontakt.
  • Die Mess-/Auswerteelektronik 20 erzeugt anhand der Potentialdifferenz, die zwischen dem Ableitelement 19 der Messelektrode 12 und dem Ableitelement 22 der Referenzelektrode 1 abgegriffen wird, ein Messsignal, das den pH-Wert des Messmediums 16 repräsentiert. Dieses Messsignal wird über eine entsprechende Verbindung drahtgebunden oder drahtlos an eine übergeordnete Einheit (in 1 nicht dargestellt) weitergeleitet. Bei der übergeordneten Einheit kann es sich um eine Datenverarbeitungseinrichtung, z.B. einen Transmitter, einen herkömmlichen Personal Computer, oder eine Prozesssteuerung, beispielsweise eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) handeln.
  • In 2 ist eine schematische Darstellung eines als Einstabmesskette 7 ausgestalteten pH-Sensors mit Öffnung 5 in der Außenwandung 3 der Referenzelektrode 1 zu sehen. Eine entsprechende Einstabmesskette 7 ist in 1 skizziert. Im Prinzip können jedoch alle Arten von Referenzelektroden oder Sensoren, bei denen eine Referenzelektrode vorgesehen ist, über das erfindungsgemäße Verfahren und mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Druck beaufschlagt werden.
  • Die Druckbeaufschlagung erfolgt erfindungsgemäß über die Öffnung 5, die in der Außenwandung 3 der Referenzelektrode 1 vorgesehen ist. Bevorzugt ist diese Öffnung 5 in einem Bereich angeordnet, der bei entsprechender, bevorzugt aufrechter Positionierung der Einstabmesskette 7 nicht mit dem Referenzelektrolyten 4 in Kontakt kommt. In 1 ist die Einfüllhöhe des Referenzelektrolyten 4 mit h gekennzeichnet. Die Öffnung 5 befindet sich also bevorzugt oberhalb der Einfüllhöhe h.
  • Die Außenwandung 3 der Referenzelektrode 1 besteht bevorzugt aus Kunststoff oder Glas. Die Öffnung 5 ist mittels eines der bekannten Verfahren in die Außenwandung 3 der Referenzelektrode 1 eingebracht. Ist die Außenwandung 3 aus Glas, so wird die Öffnung 5 bevorzugt durch thermisches Aufschmelzen in der Flamme oder mittels Laser erzeugt. Die entsprechend vorbereitete Referenzelektrode 1 – im gezeigten Fall als Teilkomponente einer Einstabmesskette 7 – wird zwecks Druckbeaufschlagung in die Druckbeaufschlagungskammer 6 eingebracht.
  • 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Druckbeaufschlagungskammer 6, die in Verbindung mit der Erfindung zum Einsatz kommen kann. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung einer druckbeaufschlagten Referenzelektrode 1.
  • Wie bereits zuvor erwähnt, kann die Öffnung 5 auch durch thermisches Aufschmelzen erzeugt werden, nachdem die Einstabmesskette 7 in der Druckbeaufschlagungskammer 6 positioniert wurde. Das Aufschmelzen erfolgt im gezeigten Fall unter Verwendung der Laserstrahlung LS des Lasers 10.
  • Die Druckbeaufschlagungskammer 6 besteht aus einem druckfesten Gehäuse 9 mit einer abnehmbaren Öffnung 18 zum Einbringen und Entnehmen der Sensoren. Die Öffnung 18 ist druckdicht an dem Gehäuse 9 befestigbar. Weiterhin ist an der Druckbeaufschlagungskammer 6 eine Druckzufuhr 8 bzw. ein Gasanschluss für einen in der 3 nicht gesondert dargestellten Gasdruckregler vorgesehen. Ein Teilbereich 11 der Wandung des Gehäuses 9 kann als optisches Fenster 11 ausgestaltet sein. Über den für Laserstrahlung LS transparenten Teilbereich 11 wird die vom Laser 10 erzeugte Laserstrahlung LS in die Druckbeaufschlagungskammer 8 eingestrahlt. Die Laserstrahlung LS ist im Bereich der Öffnung 5 auf die Außenwandung 3 der Referenzelektrode 1 fokussiert.
  • Sobald der pH-Sensor sich in der Druckbeaufschlagungskammer 6 befindet und die Öffnung 5 aufweist, erfolgt über die Druckzufuhr 8 die Einstellung des gewünschten Überdrucks in der Druckbeaufschlagungskammer 6. Da der über dem Referenzelektrolyten 4 verbleibende, mit Gas gefüllte Raumbereich 24 über die Öffnung 5 mit dem Innenraum der Druckbeaufschlagungskammer 6 kommuniziert, herrscht der eingestellte Überdruck PÜ nach kurzer Verweilzeit auch in der Referenzelektrode 1. Die Öffnung 5 wird mittels der fokussierten Laserstrahlung LS verschmolzen und damit verschlossen. Anschließend wird die Druckbeaufschlagungskammer 6 belüftet, insbesondere wird der Druck auf Atmosphärendruck abgesenkt. In der Referenzelektrode 1 herrscht weiterhin der zuvor über die Druckbeaufschlagungskammer 6 eingestellte Druck. Zuletzt wird der pH-Sensor mit der druckbeaufschlagten Referenzelektrode 1 – oder aber auch die druckbeaufschlagten Referenzelektrode 1 als solche – aus der Druckbeaufschlagungskammer 6 entnommen.
  • Zusammengefasst sind die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung die folgenden:
    • – Der Druck in einer Referenzelektrode 1 lässt sich hochgenau einstellen;
    • – Referenzelektroden 1 lassen sich innerhalb kürzester Zeit reproduzierbar herstellen;
    • – Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren lässt sich auf einfache Weise mittels eines Roboters automatisieren; daher sind die entsprechend hergestellten Referenzelektroden 1 kostengünstig.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Referenzelektrode
    2
    Innenraum
    3
    Außenwandung
    4
    Referenzelektrolyt
    5
    Öffnung
    6
    Druckbeaufschlagungskammer
    7
    Einstabmesskette
    8
    Druckzufuhr
    9
    Gehäuse
    10
    Laser
    11
    Teilbereich des Gehäuses
    12
    Messelektrode
    13
    Innenraum der Messelektrode
    14
    pH-sensitive Membran
    15
    Innenelektrolyt
    16
    Messmedium
    17
    Gehäusewand
    18
    Öffnung
    19
    Ableitelement Messelektrode
    20
    Mess-/Auswerteelektronik
    21
    Sensorkopf
    22
    Ableitelement der Referenzelektrode
    23
    Überführung, inbesondere Diaphragma
    24
    Raumbereich
    PÜ
    Überdruck
    PN
    Umgebungsdruck
    LS
    Laserstrahlung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 3702501 A1 [0009, 0010]
    • EP 1544608 B1 [0010]

Claims (10)

  1. Verfahren zur Herstellung einer Referenzelektrode (1), wobei ein Innenraum (2) der Referenzelektrode (1) durch eine Außenwandung (3) begrenzt ist und wobei sich in dem Innenraum (2) bis zu einer vorgegebenen Höhe (h) ein Referenzelektrolyt (4) befindet, wobei die Referenzelektrode (1) in eine Druckbeaufschlagungskammer (6) eingebracht wird, wobei die Druckbeaufschlagungskammer (6) und über eine Öffnung (5), die sich oberhalb der vorgegebenen Höhe (h) in der Außenwandung (3) der Referenzelektrode (1) befindet, der Innenraum (2) der Referenzelektrode (1) mit einem definierten Überdruck (PÜ) beaufschlagt wird, und wobei die Öffnung (5) in der Außenwandung (3) der Referenzelektrode (1) bei dem definierten Überdruck (PÜ) verschlossen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Öffnung (5) in der Außenwandung (3) der Referenzelektrode (1) durch gezieltes Zuführen von Energie erzeugt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Öffnung (5) in der Außenwandung (3) der Referenzelektrode (1) durch gezieltes Zuführen von Energie verschlossen wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Druckbeaufschlagungskammer (6) nach Verschließen der Öffnung (5) belüftet wird und/oder auf den in der Umgebung der Druckbeaufschlagungskammer (6) herrschenden Druck (p) herabgesenkt wird.
  5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Öffnung (5) in der Außenwandung (3) der Referenzelektrode (1) durch thermisches Aufschmelzen bzw. Zuschmelzen mittels Laserstrahlung (LS) oder in der Flamme erzeugt bzw. verschlossen wird.
  6. Sensorbaugruppe, insbesondere potentiometrische Einstabmesskette (7), mit einer Referenzelektrode (1), die nach zumindest einem der Ansprüche 1–5 gefertigt ist.
  7. Sensorbaugruppe nach Anspruch 6, wobei die Referenzelektrode (1) aus Glas oder Kunststoff gefertigt ist.
  8. Vorrichtung zur Durchführung des in zumindest einem der Ansprüche 1–5 beschriebenen Verfahrens, mit einer Druckbeaufschlagungskammer (6) mit einem Gehäuse (9), einer Druckzufuhr (8), über die der Überdruck (PÜ) in der Druckbeaufschlagungskammer (6) einstellbar ist, und einem Laser (10), der so angeordnet und/oder fokussiert ist, dass die Öffnung (5) der Referenzelektrode (1) mittels Laserstrahlung (LS) erzeugt und/oder verschlossen wird.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei der Laser (10) außerhalb des Gehäuses (9) der Druckbeaufschlagungskammer (6) angeordnet ist und wobei das Gehäuse (9) der Druckbeaufschlagungskammer (6) in zumindest einem Teilbereich (11) aus einem Material gefertigt ist, das für die von dem Laser (10) erzeugte Laserstrahlung (LS) durchlässig ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei der Laser (10) innerhalb des Gehäuses (9) der Druckbeaufschlagungskammer (6) angeordnet ist.
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