DE102016111469A1 - Method for producing a shaped body, reference electrode, method for producing a reference electrode and electrochemical sensor - Google Patents

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Christian Fanselow
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Formkörpers (8, 18) umfassend: – Einbringen einer, insbesondere einer aus einem oder mehreren Halogenidsalzen gebildeten, Salzschmelze (32, 42) in eine Form (33, 43, 53); und – Erstarrenlassen der Salzschmelze (32, 42) unter Bildung des einstückigen, insbesondere transparenten, Formkörpers (8, 18) in der Form (33, 43, 53). Eine Bezugselektrode mit einem Formkörper umfasst: – ein Gehäuse (2, 17), in dem ein Bezugselektrolyt (3, 20) aufgenommen ist, welcher ein Elektrolytsalz, insbesondere ein Alkalimetallhalogenidsalz, umfasst; – ein den Bezugselektrolyten (3, 20) kontaktierendes, elektrisch leitendes Bezugselement (4, 19); – eine in einer Wand des Gehäuses (2, 17) angeordnete Überführung (6, 21), über die der Bezugselektrolyt (3, 20) mit einem das Gehäuse (2, 17) umgebenden Medium in elektrolytischem Kontakt steht; und – einen in dem Gehäuse (2, 17) enthaltenen Elektrolytsalzvorrat; wobei der Elektrolytsalzvorrat mindestens einen aus mindestens einem Salz, insbesondere dem Elektrolytsalz, bestehenden Formkörper (8, 18), hergestellt nach dem voranstehend angegebenen Verfahren umfasst.The invention relates to a method for producing a shaped body (8, 18) comprising: introducing, in particular, a molten salt (32, 42) formed from one or more halide salts into a mold (33, 43, 53); and - solidifying the salt melt (32, 42) to form the one-piece, in particular transparent, shaped body (8, 18) in the mold (33, 43, 53). A reference electrode comprising a shaped body comprises: - a housing (2, 17) in which a reference electrolyte (3, 20) is accommodated, which comprises an electrolyte salt, in particular an alkali metal halide salt; - a reference electrolyte (3, 20) contacting, electrically conductive reference element (4, 19); - A in a wall of the housing (2, 17) arranged transfer (6, 21), via which the reference electrolyte (3, 20) with a housing (2, 17) surrounding the medium is in electrolytic contact; and - an electrolyte salt reservoir contained in the housing (2, 17); wherein the electrolyte salt stock comprises at least one shaped body (8, 18) consisting of at least one salt, in particular the electrolyte salt, prepared according to the method indicated above.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Formkörpers, eine Bezugselektrode, ein Verfahren zur Herstellung einer Bezugselektrode und einen elektrochemischen Sensor mit einer derartigen Bezugselektrode. Bezugselektroden können in verschiedenen elektrochemischen Sensoren zum Einsatz kommen.The invention relates to a method for producing a shaped body, a reference electrode, a method for producing a reference electrode and an electrochemical sensor with such a reference electrode. Reference electrodes can be used in various electrochemical sensors.

Elektrochemische Sensoren werden in der Labor- und Prozessmesstechnik in vielen Bereichen der Chemie, Biochemie, Pharmazie, Biotechnologie, Lebensmitteltechnologie, Wasserwirtschaft und Umweltmesstechnik zur Analyse von Messmedien, insbesondere von Messflüssigkeiten, eingesetzt. Mittels elektrochemischer Messtechniken lassen sich beispielsweise Aktivitäten von chemischen Substanzen, beispielsweise von Ionen, und damit korrelierte Messgrößen in Flüssigkeiten erfassen. Die Substanz, deren Konzentration oder Aktivität gemessen werden soll, wird auch als Analyt bezeichnet. Gattungsgemäße elektrochemische Messanordnungen können beispielsweise potentiometrische oder amperometrische Sensoren sein.Electrochemical sensors are used in laboratory and process measurement technology in many areas of chemistry, biochemistry, pharmacy, biotechnology, food technology, water management and environmental metrology for the analysis of measuring media, in particular of measuring liquids. By means of electrochemical measurement techniques, it is possible to record, for example, activities of chemical substances, for example ions, and thus correlated measured variables in liquids. The substance whose concentration or activity is to be measured is also called analyte. Generic electrochemical measuring arrangements can be, for example, potentiometric or amperometric sensors.

Potentiometrische Sensoren umfassen in der Regel eine Messelektrode und eine Bezugselektrode sowie eine Messschaltung. Die Messelektrode bildet in Kontakt mit dem Messmedium, z.B. einer Messflüssigkeit, ein von der Konzentration oder Aktivität des Analyten im Messmedium abhängiges Potential aus, während die Bezugselektrode ein stabiles, von der Konzentration des Analyten unabhängiges Bezugspotential bereitstellt. Die Messschaltung erzeugt ein Messsignal, das die Potentialdifferenz zwischen der Messelektrode und der Bezugselektrode repräsentiert. Das Messsignal wird von der Messschaltung gegebenenfalls an eine mit dem Sensor verbundene übergeordnete Einheit, beispielsweise einen Messumformer, ausgegeben, die das Messsignal weiter verarbeitet.Potentiometric sensors usually comprise a measuring electrode and a reference electrode and a measuring circuit. The measuring electrode forms in contact with the measuring medium, e.g. a measuring liquid, a dependent on the concentration or activity of the analyte in the measuring medium potential, while the reference electrode provides a stable, independent of the concentration of the analyte reference potential. The measuring circuit generates a measuring signal representing the potential difference between the measuring electrode and the reference electrode. If necessary, the measuring signal is output by the measuring circuit to a superordinated unit, for example a measuring transducer, connected to the sensor, which further processes the measuring signal.

Die Messelektrode potentiometrischer Sensoren umfasst ein potentialbildendes Element, das je nach Art des potentiometrischen Sensors beispielsweise eine Redoxelektrode, eine analytsensitive Beschichtung oder eine ionenselektive Membran umfassen kann. Beispiele für potentialbildende Elemente mit ionenselektiver Membran sind ionenselektive Elektroden (ISE). Eine ionenselektive Elektrode weist ein durch die als potentialbildendes Element dienende ionenselektive Membran abgeschlossenes Gehäuse, in dem ein Innenelektrolyt aufgenommen ist, sowie eine Ableitelektrode auf, die mit dem Innenelektrolyten in Kontakt steht. Steht das Messmedium mit dem potentialbildenden Element in Kontakt, wird durch eine Aktivitäts- bzw. Konzentrationsänderung des Analyten in dem Messmedium eine relative Änderung der Gleichgewichts-Galvani-Spannung zwischen dem Messmedium und der über den Innenelektrolyten mit dem potentialbildenden Element in Kontakt stehenden Ableitelektrode bewirkt. Die Ableitelektrode ist elektrisch leitfähig mit der Messschaltung verbunden. Ein Spezialfall einer derartigen ionenselektiven Elektrode ist die bekannte pH-Glaselektrode, die eine durch eine pH-sensitive Glasmembran abgeschlossene Kammer mit einem darin enthaltenen, ein Puffersystem zur Einstellung eines stabilen pH-Werts umfassenden Innenelektrolyten aufweist. Ionenselektive Elektroden sind beispielsweise in „Das Arbeiten mit ionenselektiven Elektroden“, K. Cammann, H. Galster, Springer, 1996 , beschrieben.The measuring electrode of potentiometric sensors comprises a potential-forming element which, depending on the type of potentiometric sensor, may comprise, for example, a redox electrode, an analyte-sensitive coating or an ion-selective membrane. Examples of ion-selective membrane-forming elements are ion-selective electrodes (ISE). An ion-selective electrode has a housing closed by the ion-selective membrane serving as a potential-generating element, in which an inner electrolyte is accommodated, and a lead-out electrode, which is in contact with the inner electrolyte. If the measurement medium is in contact with the potential-forming element, a change in the activity or concentration of the analyte in the measurement medium causes a relative change in the equilibrium galvanic voltage between the measurement medium and the deflection electrode in contact with the potential-forming element via the inner electrolyte. The discharge electrode is electrically conductively connected to the measuring circuit. A special case of such an ion-selective electrode is the known pH glass electrode, which has a chamber sealed by a pH-sensitive glass membrane with an internal electrolyte comprising a buffer system for establishing a stable pH. Ion-selective electrodes are for example in "Working with Ion-Selective Electrodes", K. Cammann, H. Galster, Springer, 1996 , described.

Die Bezugselektrode potentiometrischer Sensoren ist häufig als Elektrode zweiter Art ausgestaltet, deren Potential nur indirekt von der Zusammensetzung des Messmediums, insbesondere von der Konzentration des Analyten im Messmedium, abhängt. Elektroden zweiter Art umfassen in der Regel ein Bezugselement, welches in Kontakt mit einem Bezugselektrolyten steht. Das Bezugselement ist aus einem Metall gebildet, wobei mindestens ein Teil der Oberfläche des Bezugselements eine Beschichtung aus einem schwer löslichen Salz des Metalls aufweist. Der Bezugselektrolyt ist in der Regel eine gesättigte Lösung dieses schwerlöslichen Salzes. Zusätzlich enthält der Bezugselektrolyt eine hohe Konzentration des Anions des schwerlöslichen Salzes, in der Regel in Form eines Alkalisalzes. Dieses Salz wird im Folgenden auch als Elektrolytsalz bezeichnet. Das Potential einer Elektrode zweiter Art hängt von der Konzentration des Kations des schwerlöslichen Salzes im Bezugselektrolyt ab. Aufgrund der sehr hohen Anionenkonzentration im Bezugselektrolyten bleibt die Konzentration des Kations des schwerlöslichen Salzes und somit das Potential der Elektrode im Wesentlichen konstant.The reference electrode of potentiometric sensors is often designed as an electrode of the second type whose potential depends only indirectly on the composition of the medium to be measured, in particular on the concentration of the analyte in the medium to be measured. Electrodes of the second type generally comprise a reference element which is in contact with a reference electrolyte. The reference element is formed of a metal, wherein at least a part of the surface of the reference element has a coating of a poorly soluble salt of the metal. The reference electrolyte is usually a saturated solution of this sparingly soluble salt. In addition, the reference electrolyte contains a high concentration of the anion of the sparingly soluble salt, usually in the form of an alkali metal salt. This salt is also referred to below as the electrolyte salt. The potential of a second type electrode depends on the concentration of the cation of the sparingly soluble salt in the reference electrolyte. Due to the very high anion concentration in the reference electrolyte, the concentration of the cation of the sparingly soluble salt and thus the potential of the electrode remains substantially constant.

Ein Beispiel für eine solche als Elektrode zweiter Art ausgestaltete Bezugselektrode ist die Silber/Silberchlorid-Elektrode oder die Kalomel-Elektrode. Eine Silber/Silberchlorid-Elektrode umfasst als Bezugselektrolyten eine Lösung mit hoher Chloridkonzentration, in der Regel eine Kaliumchlorid-Lösung, und als Bezugselement einen mit Silberchlorid beschichteten Silberdraht. Der Bezugselektrolyt ist in einer in einem Gehäuse der Bezugselektrode gebildeten Kammer aufgenommen. Zur Durchführung einer potentiometrischen Messung muss der Bezugselektrolyt mit dem Messmedium in elektrolytischem Kontakt stehen. Dieser Kontakt wird durch eine Überführung, die beispielsweise aus einer durch die Gehäusewand hindurchgehenden Bohrung, einem porösen Diaphragma oder einem Spalt bestehen kann, hergestellt. Das Bezugselement ist elektrisch leitend mit der bereits erwähnten Messschaltung verbunden. Der Bezugselektrolyt kann durch Zugabe eines Verdickungsmittels, insbesondere eines Polymers, angedickt sein.An example of such a reference electrode configured as a second type electrode is the silver / silver chloride electrode or the calomel electrode. A silver / silver chloride electrode comprises as reference electrolyte a solution with high chloride concentration, usually a potassium chloride solution, and as a reference element a silver chloride coated silver wire. The reference electrolyte is accommodated in a chamber formed in a housing of the reference electrode. To carry out a potentiometric measurement, the reference electrolyte must be in electrolytic contact with the measurement medium. This contact is made by a transfer, which may for example consist of a through the housing wall passing hole, a porous diaphragm or a gap. The reference element is electrically connected to the already mentioned measuring circuit. The reference electrolyte can by adding a Thickening agent, in particular a polymer thickened.

Amperometrische Sensoren können beispielsweise eine Drei-Elektrodenschaltung mit einer Arbeitselektrode, einer Gegenelektrode und einer nicht stromdurchflossenen Bezugselektrode umfassen. Ein solcher Sensor kann beispielsweise eine, insbesondere potentiostatische, Regelschaltung aufweisen, die dazu ausgestaltet ist, zwischen der Arbeitselektrode und der Bezugselektrode eine Sollspannung vorzugeben und den dabei zwischen der Arbeitselektrode und der Gegenelektrode fließenden Strom zu erfassen. Die dabei nicht stromdurchflossene Bezugselektrode, kann in gleicher Weise wie eine Bezugselektrode einer potentiometrischen Messanordnung ausgestaltet sein.Amperometric sensors may comprise, for example, a three-electrode circuit having a working electrode, a counterelectrode and a non-current-carrying reference electrode. Such a sensor may, for example, have a, in particular potentiostatic, control circuit which is designed to predetermine a setpoint voltage between the working electrode and the reference electrode and to detect the current flowing between the working electrode and the counterelectrode. The reference electrode, which is not current-carrying, can be configured in the same way as a reference electrode of a potentiometric measuring arrangement.

Da die Bezugselektrode im Betrieb über ihre Überführung mit dem Messmedium in elektrolytischem Kontakt steht, kann der Bezugselektrolyt durch Ausdiffusion der in dem Bezugselektrolyten gelösten Salze, insbesondere des Anions des schwerlöslichen Salzes, wie z.B. Chlorid im Falle einer Silber/Silberchlorid-Elektrode, verarmen. Dieser Effekt ist umso stärker, je geringer die Konzentration der entsprechenden Salze im Messmedium ist, beispielsweise in Trinkwasserapplikationen. Dieser Salzverlust kann zu einer Drift des Bezugspotentials führen. Durch regelmäßiges Kalibrieren des Sensors kann man zwar der Drift einige Zeit entgegenwirken, solange sich das Bezugspotential noch nicht zu weit von seinem Sollwert bzw. seinem ursprünglichen Wert entfernt hat, was das Ende der Lebensdauer der Bezugselektrode bedeutet. Wünschenswert ist jedoch eine möglichst lange sichere Betriebsdauer der Bezugselektrode, während der möglichst selten eine aufwändige Kalibrierung durchgeführt werden muss.Since the reference electrode is in electrolytic contact during operation via its transfer with the measuring medium, the reference electrolyte can be obtained by outdiffusion of the salts dissolved in the reference electrolyte, in particular the anion of the sparingly soluble salt, such as, for example, Chloride in the case of a silver / silver chloride electrode, deplete. This effect is the stronger the lower the concentration of the corresponding salts in the medium to be measured, for example in drinking water applications. This salt loss can lead to a drift of the reference potential. By regularly calibrating the sensor, it is possible to counteract the drift for some time, as long as the reference potential has not yet moved too far from its nominal value or its original value, which means the end of the lifetime of the reference electrode. However, it is desirable to have as long as possible a safe period of operation of the reference electrode, during which the least possible time-consuming calibration has to be carried out.

Es wird daher, insbesondere bei Bezugselektroden in Trinkwasser-Applikationen, versucht, den Salzverlust des Bezugselektrolyten durch einen in der Elektrode vorliegenden Salzvorrat, der in Form von ungelösten, im Bezugselektrolyten vorliegenden Salzringen ausgestaltet ist, auszugleichen. Verliert die Bezugselektrode im Betrieb gelöstes Salz durch die Überführung, steht der Salzvorrat zur ständigen Auffrischung der Salzkonzentration im Bezugselektrolyten zur Verfügung. Eine Drift, die eine häufigere Kalibrierung erforderlich macht bzw. zum baldigen Ende der Lebensdauer der Bezugselektrode führt, tritt erst auf, wenn der zusätzliche Salzvorrat aufgebraucht ist. Ist die Bezugselektrode als Einzelelektrode für potentiometrische oder amperometrische Messungen ausgestaltet, können die Salzringe derart in einem vorderen Bereich des Gehäuses der Bezugselektrode, d.h. in dem Bereich des Gehäuses, der auch die Überführung umfasst, angeordnet sein, dass sie das Bezugselement umschließen.It is therefore, especially for reference electrodes in drinking water applications, attempts to compensate for the salt loss of the reference electrolyte by a salt reservoir present in the electrode, which is configured in the form of undissolved, present in the reference electrolyte salt rings. If the reference electrode loses dissolved salt during operation through the transfer, the salt supply is available for continuous refreshment of the salt concentration in the reference electrolyte. A drift, which requires a more frequent calibration or leads to the early end of the life of the reference electrode, only occurs when the additional salt supply is used up. If the reference electrode is designed as a single electrode for potentiometric or amperometric measurements, the salt rings can be so formed in a front region of the housing of the reference electrode, i. be arranged in the region of the housing, which also includes the transfer, that they enclose the reference element.

Die in bekannten Sensoren verwendeten Salzringe sind als Presslinge durch Verpressen von Salzpartikeln, in der Regel unter Zusatz von Hilfsstoffen, z.B. von Wachsen, die eine Haftung zwischen den Salzpartikeln vermitteln, ausgestaltet. In der Regel weisen die Presslinge eine Dichte auf, die deutlich unter der Dichte eines Kristalls des entsprechenden Salzes liegt, was damit zusammenhängt, dass im Volumen des Presslings eine Vielzahl von mikroskopischen Hohlräumen und/oder Korngrenzen vorliegt. Dies ist visuell schon daran zu erkennen, dass die Presslinge opak weiß erscheinen.The salt rings used in known sensors are as compacts by pressing salt particles, usually with the addition of auxiliaries, e.g. of waxes, which mediate adhesion between the salt particles, designed. In general, the compacts have a density that is significantly lower than the density of a crystal of the corresponding salt, which is related to the fact that in the volume of the compact there are a plurality of microscopic cavities and / or grain boundaries. This is visually already recognizable by the fact that the compacts appear opaque white.

Dies führt dazu, dass sich die im Bezugselektrolyten vorliegenden Presslinge im Betrieb verhältnismäßig schnell auflösen. Sind haftungsvermittelnde Hilfsstoffe in den Presslingen vorhanden, kann beim Auflösen der Ringe eine Trübung des Bezugselektrolyten auftreten. Dies kann dazu führen, dass der Zustand des Bezugselements und gegebenenfalls auch des Ableitelements, falls der Sensor eine Einstabmesskette mit ringförmig um die Messelektrode herum verlaufender Bezugselektrode ist, nicht mehr visuell feststellbar ist.As a result, the compacts present in the reference electrolyte dissolve relatively quickly during operation. If adhesion-promoting auxiliaries are present in the compacts, clouding of the reference electrolyte can occur when the rings are dissolved. This can lead to the condition of the reference element and possibly also of the diverting element, if the sensor is no longer visually detectable, being a combination electrode with a reference electrode running annularly around the measuring electrode.

Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, eine Bezugselektrode mit einem Salzvorrat zur Verfügung zu stellen, welche die Nachteile des Standes der Technik überwindet. Insbesondere soll die Bezugselektrode eine verlängerte Einsatzdauer ermöglichen. Weiter besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers anzugeben, der als Salzvorrat in einer solchen Bezugselektrode eingesetzt werden kann.It is therefore the object of the invention to provide a reference electrode with a salt supply which overcomes the disadvantages of the prior art. In particular, the reference electrode should allow a longer service life. Furthermore, the object of the invention is to provide a method for producing a shaped body, which can be used as salt reservoir in such a reference electrode.

Diese Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren gemäß Anspruch 1, die Bezugselektrode gemäß Anspruch 7, und das Verfahren zum Herstellen einer Bezugselektrode gemäß Anspruch 11. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by the method according to claim 1, the reference electrode according to claim 7, and the method for producing a reference electrode according to claim 11. Advantageous embodiments are specified in the subclaims.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Formkörpers umfasst die folgenden Schritte:

  • – Einbringen einer, insbesondere einer aus einem oder mehreren Salzen, vorzugsweise Halogenidsalzen, gebildeten, Salzschmelze in eine Form; und
  • – Erstarrenlassen der Salzschmelze unter Bildung des, insbesondere einstückigen, Formkörpers in der Form.
The method according to the invention for producing a shaped body comprises the following steps:
  • - introducing, in particular, a molten salt formed from one or more salts, preferably halide salts, into a mold; and
  • - Solidification of the molten salt to form the, in particular one-piece, shaped body in the mold.

Beim Erstarrenlassen der Salzschmelze bildet sich als Formkörper ein einstückiger Salz-Gusskörper, dessen Gestalt und Geometrie durch die Form vorgegeben sind. Der auf diese Weise hergestellte Formkörper ist transparent weist eine Dichte auf, welche annähernd so groß ist wie die Dichte eines Salz-Einkristalls und somit deutlich größer ist als die durch Pressen von Salzkristallen zu einem Pressling erreichbare Dichte. Die Dichte des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugten Formkörpers ist nur geringfügig kleiner als die Dichte eines entsprechenden Salzkristalls, insbesondere im Bereich von 95 bis 100% der Dichte des Salzkristalls oder sogar zwischen 99 und 100% des Salzkristalls. So weisen nach diesem Verfahren hergestellte Formkörper aus reinem (d.h. bis auf vernachlässigbare, nicht vermeidbare Verunreinigungen reinem) Kaliumchlorid eine Dichte von 1,9 g/cm3 und höher auf. Es hat sich gezeigt, dass durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte Formkörper bei der Verwendung als Elektrolytsalzvorrat in einer Bezugselektrode eines der eingangs beschriebenen elektrochemischen Sensoren eine deutlich längere Standzeit aufweisen als durch bekannte Pressverfahren hergestellte Elektrolytsalz-Presslinge. Eine mögliche Erklärung hierfür liegt darin, dass ein durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellter Formkörper erheblich weniger Hohlräume und/oder Korngrenzen aufweist als ein Pressling. Dies hat zur Folge, dass sich Feuchtigkeit langsamer im Volumen des Formkörpers ausbreitet als in einem herkömmlichen Pressling, so dass der Formkörper länger intakt bleibt. Ein weiterer Vorteil des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Formkörpers besteht darin, dass er aus einer ausschließlich ein einziges oder mehrere Salze umfassenden Schmelze, d.h. ohne haftvermittelnde Hilfsstoffe, gebildet ist. Beim Auflösen von aus dem Stand der Technik bekannten, derartige Hilfsstoffe umfassenden Presslingen ergibt sich durch die im Bezugselektrolyt nicht vollständig löslichen Hilfsstoffe eine Trübung des Bezugselektrolyten. Wird die Trübung zu stark, ist das Bezugselement von außen nicht mehr sichtbar, so dass der Zustand des Bezugselements (z.B. eine Verfärbung oder ein Abriss) nicht mehr visuell erkennbar ist. Dieser Nachteil wird bei der Verwendung eines nach dem oben genannten Verfahren hergestellten Formkörpers als Salzvorrat der Bezugselektrode vermieden, da der Formkörper selbst transparent ist und beim allmählichen Auflösen vollständig in Lösung geht.When solidification of the molten salt is formed as a molded body, a one-piece cast salt body whose shape and geometry are determined by the shape. The molded body produced in this way is transparent has a density which is approximately as large as the density of a salt single crystal and thus significantly larger than the density achievable by pressing salt crystals into a compact. The density of the shaped body produced by the process according to the invention is only slightly smaller than the density of a corresponding salt crystal, in particular in the range of 95 to 100% of the density of the salt crystal or even between 99 and 100% of the salt crystal. Thus, moldings produced by this process from pure (ie pure up to negligible, unavoidable impurities pure) potassium chloride to a density of 1.9 g / cm 3 and higher. It has been found that moldings produced by the process according to the invention, when used as electrolyte salt reservoir in a reference electrode of one of the electrochemical sensors described above, have a significantly longer service life than electrolytic salt compacts produced by known pressing processes. A possible explanation for this is that a molded article produced by the method according to the invention has considerably fewer cavities and / or grain boundaries than a compact. This has the consequence that moisture spreads more slowly in the volume of the molding than in a conventional compact, so that the molding remains intact longer. A further advantage of the shaped body produced by the process according to the invention is that it is formed from a melt comprising only a single or several salts, ie without adhesion-promoting auxiliaries. Upon dissolution of compacts comprising such auxiliaries known from the prior art, turbidity of the reference electrolyte results from the auxiliary substances which are not completely soluble in the reference electrolyte. If the turbidity is too strong, the reference element is no longer visible from the outside, so that the condition of the reference element (eg a discoloration or a tear) is no longer visually recognizable. This disadvantage is avoided when using a molded body produced by the above-mentioned method as a salt reservoir of the reference electrode, since the shaped body itself is transparent and goes completely dissolving during gradual dissolution.

In einer Ausgestaltung kann das Einbringen der Salzschmelze in die Form umfassen:

  • – Erzeugen der Salzschmelze durch Schmelzen eines in Form eines oder mehrerer fester Partikel vorliegenden Salzes, insbesondere eines Halogenidsalzes, oder mehrerer in Form eines oder mehrerer fester Partikel vorliegenden Salze, insbesondere mehrerer Halogenidsalze; und
  • – Gießen der Salzschmelze in die Form.
In one embodiment, the introduction of the molten salt into the mold may include:
  • Producing the molten salt by melting a salt present in the form of one or more solid particles, in particular a halide salt, or several salts present in the form of one or more solid particles, in particular a plurality of halide salts; and
  • - pour the molten salt into the mold.

In einer alternativen Ausgestaltung kann das Einbringen der Salzschmelze in die Form umfassen:

  • – Einbringen eines in Form eines oder mehrerer fester Partikel vorliegenden Salzes, insbesondere eines Halogenidsalzes, oder mehrerer in Form eines oder mehrerer fester Partikel vorliegenden Salze, insbesondere mehrerer Halogenidsalze, in die Form; und
  • – Schmelzen des Salzes oder der mehreren Salze in der Form.
In an alternative embodiment, the introduction of the molten salt into the mold may include:
  • - introducing a present in the form of one or more solid particles salt, in particular a halide salt, or more present in the form of one or more solid particles salts, in particular a plurality of halide salts, in the mold; and
  • Melting of the salt or salts in the mold.

Nach dem Erstarren der Salzschmelze und der Bildung des Formkörpers kann die Form entfernt werden. Bei der Form kann es sich beispielsweise um eine einmalig verwendete, eine sogenannte verlorene, Form oder um eine mehrfach verwendbare Form, eine sogenannte Dauerform, handeln. Als Form kommt beispielsweise eine aus einem verformbaren, z.B. granularen oder pulvrigen Material wie Sand, Keramikpulver bzw. Keramikpartikeln gebildete Form oder eine aus einem oder wenigen Bauteilen gebildete Form aus einem hitzebeständigen Material wie Metall oder einer Metalllegierung, insbesondere Stahl, Keramik oder einem hochschmelzenden Glas, z.B. Quarzglas, in Frage. Das Formmaterial ist idealerweise an die Eigenschaften der Salzschmelze angepasst. Insbesondere sollte das Material der Form chemisch inert gegenüber der Salzschmelze sein. Für Halogenidsalze eignet sich besonders gut ein hochschmelzendes Glas, z.B. Quarzglas, oder eine inerte Keramik als Material für die Form.After solidification of the molten salt and the formation of the molding, the mold can be removed. The shape may be, for example, a once used, a so-called lost shape or a reusable shape, a so-called permanent shape. As a mold, for example, one made of a deformable, e.g. granular or powdery material such as sand, ceramic powder or ceramic particles or a mold formed of one or a few components from a refractory material such as metal or a metal alloy, in particular steel, ceramic or a refractory glass, e.g. Quartz glass, in question. The molding material is ideally adapted to the properties of the molten salt. In particular, the material of the mold should be chemically inert to the molten salt. For halide salts, a refractory glass, e.g. Quartz glass, or an inert ceramic as a material for the mold.

Zur, insbesondere automatisierten, Fertigung einer Vielzahl gleichartiger Formkörper kann die Form in einem Grundkörper gebildet sein, in welchem eine Vielzahl weiterer gleichartiger Formen gebildet sind, wobei die Salzschmelze aus einem automatisch schwenkbaren Tiegel, insbesondere in einem einzigen Arbeitsschritt, in die Formen gegossen wird. Alternativ können auch feste Salzpartikel in die Vielzahl der in dem Grundkörper gebildeten Formen gegeben und anschließend durch Erhitzen des Grundkörpers aufgeschmolzen und im nächsten Schritt wieder bis zum Erstarren der Schmelze abgekühlt werden.For, in particular automated, production of a plurality of similar shaped bodies, the mold may be formed in a base body, in which a plurality of other similar shapes are formed, wherein the molten salt is poured from an automatically pivoting crucible, in particular in a single step in the molds. Alternatively, solid salt particles may also be added to the plurality of molds formed in the base body and then melted by heating the base body and then cooled again in the next step until the melt solidifies.

Die Temperatur der Salzschmelze und/oder der Form kann, insbesondere beim Erstarrenlassen, nach einem vorgegebenen Temperaturprofil gesteuert oder geregelt werden. Hierzu kann eine mit der Salzschmelze oder der Form in Kontakt stehende Temperiervorrichtung mit mindestens einem Heizelement und/oder mindestens einem Kühlelement verwendet werden. Vorteilhaft weist die Temperiervorrichtung mindestens einen Temperatursensor auf, der die Temperatur der Form und/oder der Salzschmelze erfasst. Anhand der von dem Temperatursensor gelieferten Messwerte können Heiz- bzw. Kühlelement der Temperiervorrichtung gesteuert oder geregelt werden.The temperature of the molten salt and / or the mold can be controlled or regulated, in particular when solidifying, according to a predetermined temperature profile. For this purpose, a tempering device in contact with the molten salt or the mold can be used with at least one heating element and / or at least one cooling element. Advantageously, the tempering device has at least one temperature sensor which detects the temperature of the mold and / or the molten salt. Based on the measured values supplied by the temperature sensor heating or cooling element of the temperature control can be controlled or regulated.

Zum Erzeugen und/oder Warmhalten der Salzschmelze kann eine Heizvorrichtung verwendet werden. Beispielsweise kann das zunächst feste Salz, beispielsweise in Form von Salzpartikeln, in einem Tiegel in einen Ofen eingebracht und dort aufgeschmolzen werden. Insbesondere kommt die Erwärmung des festen Salzes durch Konvektion, Strahlung oder Induktion in Frage. Aus dem Tiegel kann die so erzeugte Salzschmelze dann in die Form gegossen werden. In der weiter oben beschriebenen alternativen Verfahrensausgestaltung, bei der das feste Salz in die Form gegeben und direkt in der Form aufgeschmolzen wird, kann die Form in einen Ofen platziert werden, um die Salzschmelze in der Form zu erzeugen. Hier kommt wieder eine Heizung durch Konvektion oder Strahlung in Frage. Wenn die Form elektrisch leitfähig ist, kann diese auch durch Induktion erhitzt werden. An der Form können auch direkt Heizmittel, z.B. thermoelektrische Elemente (z.B. Peltier-Elemente) oder Heizleiter angebracht sein.For generating and / or keeping warm the molten salt, a heating device can be used. For example, the initially solid salt, for example in the form of salt particles, can be introduced into a furnace in a crucible and melted there. In particular, the comes Heating of the solid salt by convection, radiation or induction in question. From the crucible, the molten salt thus produced can then be poured into the mold. In the alternative method embodiment described above, in which the solid salt is placed in the mold and melted directly in the mold, the mold may be placed in an oven to produce the molten salt in the mold. Here is again a heating by convection or radiation in question. If the mold is electrically conductive, it can also be heated by induction. Heating means, eg thermoelectric elements (eg Peltier elements) or heating conductors can also be attached directly to the mold.

Das Erstarrenlassen der Salzschmelze kann in einer Verfahrensausgestaltung durch Stehenlassen der Form bei Raumtemperatur erfolgen. Alternativ kann die Form aktiv temperiert werden, z.B. kann eine aktive Kühlung durch Inkontaktbringen der Form mit einer Wärmesenke oder durch Zuführen eines Kühlmediums zu der Form, z.B. durch eine Wasser- oder Gaskühlung, erzielt werden. Die Kühlung kann zusätzlich oder alternativ durch die Form kontaktierende thermoelektrische Elemente bewirkt werden. Mittels einer Temperiervorrichtung, die sowohl zum Kühlen als auch zum Heizen geeignet ist, können komplexere Temperaturprofile eingestellt bzw. eine aktive Regelung der Temperatur der Form erzielt werden.The solidification of the molten salt can be carried out in a process embodiment by leaving the mold at room temperature. Alternatively, the mold may be actively tempered, e.g. For example, active cooling may be achieved by contacting the mold with a heat sink or by supplying a cooling medium to the mold, e.g. be achieved by a water or gas cooling. The cooling may additionally or alternatively be effected by the form contacting thermoelectric elements. By means of a temperature control, which is suitable both for cooling and for heating, more complex temperature profiles can be set or active regulation of the temperature of the mold can be achieved.

Die erfindungsgemäße Bezugselektrode umfasst:

  • – ein Gehäuse, in dem ein Bezugselektrolyt aufgenommen ist, welcher ein Elektrolytsalz, insbesondere ein Alkalimetallhalogenidsalz, umfasst;
  • – ein den Bezugselektrolyten kontaktierendes, elektrisch leitendes Bezugselement;
  • – eine in einer Wand des Gehäuses angeordnete Überführung, über die der Bezugselektrolyt mit einem das Gehäuse umgebenden Medium in elektrolytischem Kontakt steht; und
  • – einen in dem Gehäuse enthaltenen Elektrolytsalzvorrat; wobei der Elektrolytsalzvorrat mindestens einen aus mindestens einem Salz, insbesondere dem Elektrolytsalz, bestehenden Formkörper, hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in einer der voranstehend beschriebenen Ausgestaltungen umfasst.
The reference electrode according to the invention comprises:
  • A housing in which a reference electrolyte is accommodated, which comprises an electrolyte salt, in particular an alkali metal halide salt;
  • - A reference electrolyte contacting the electrically conductive reference element;
  • - An arranged in a wall of the housing transfer, via which the reference electrolyte is in electrolytic contact with a medium surrounding the housing; and
  • An electrolyte salt reservoir contained in the housing; wherein the electrolyte salt stock comprises at least one shaped body consisting of at least one salt, in particular the electrolyte salt, prepared by the process according to the invention in one of the above-described embodiments.

Der Formkörper kann somit hergestellt sein durch Einbringen einer aus dem Elektrolytsalz gebildeten Salzschmelze in eine Form und Erstarrenlassen der Salzschmelze unter Bildung des Formkörpers in der Form.The molded article can thus be produced by introducing a molten salt formed from the electrolyte salt into a mold and solidifying the molten salt to form the molded article in the mold.

Der Formkörper kann als Ring ausgestaltet sein. Die Bezugselektrode kann auch mehrere Ringe umfassen. Der eine oder die mehreren Ringe können so angeordnet sein, dass sie mindestens einen Abschnitt des Bezugselements umschließen.The molded body can be configured as a ring. The reference electrode may also comprise a plurality of rings. The one or more rings may be arranged to enclose at least a portion of the reference member.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Formkörper eine Längserstreckung auf, die größer ist als ein senkrecht zu dieser Längserstreckung verlaufender maximaler Durchmesser, insbesondere Außendurchmesser, des Formkörpers.In an advantageous embodiment, the shaped body has a longitudinal extent which is greater than a maximum diameter, in particular an outer diameter, of the shaped body extending perpendicularly to this longitudinal extent.

Dadurch, dass der Elektrolytsalzvorrat als Formkörper ausgestaltet ist, der eine Längserstreckung aufweist, welche größer ist als ein senkrecht zu dieser Längserstreckung verlaufender maximaler Durchmesser des Formkörpers, kann der Salzvorrat gleichmäßig über einen wesentlichen Anteil einer Längserstreckung des Gehäuses bzw. über einen wesentlichen Anteil der Längserstreckung des Bezugselements verteilt positioniert werden. Wie sich gezeigt hat, verringert dies die bei Bezugselektroden mit in Form von Salzringen ausgestaltetem Salzvorrat zu beobachtende Beschädigungen des Bezugselements. Dieser Effekt kann dadurch erklärt werden, dass in dieser Ausgestaltung keine oder nur geringe Gradienten der Elektrolytsalzkonzentration über die Länge des Bezugselements bzw. des Gehäuses der Bezugselektrode auftreten.Characterized in that the electrolyte salt reservoir is designed as a molded body having a longitudinal extent which is greater than a perpendicular to this longitudinal extent extending maximum diameter of the shaped body, the salt reservoir can evenly over a substantial proportion of a longitudinal extent of the housing or over a substantial proportion of the longitudinal extent be positioned distributed the reference element. As has been shown, this reduces the damage to the reference element which is to be observed in the case of reference electrodes with a salt reservoir in the form of salt rings. This effect can be explained by the fact that in this embodiment no or only slight gradients of the electrolyte salt concentration occur over the length of the reference element or the housing of the reference electrode.

Im Gegensatz dazu kann im Betrieb einer Referenzelektrode, bei der der Elektrolytsalzvorrat in Form von im vorderen Bereich des Gehäuses der Bezugselektrode, d.h. in dem Bereich des Gehäuses, der auch die Überführung umfasst, angeordneten Salzringen ausgestaltet ist, der Bezugselektrolyt in einem von den Salzringen entfernten Bereich verarmen, so dass sich entlang der Längserstreckung des Gehäuses bzw. des Bezugselements ein Gradient der Elektrolytsalzkonzentration ausbildet. Dies kann zu einem lokalen chemischen Angriff des Bezugselements in Bereichen niedriger Elektrolytsalzkonzentration führen. Dies kann sogar so weit gehen, dass das Bezugselement in diesem Bereich vollständig aufgelöst wird, und der vordere, dem Diaphragma zugewandte Endabschnitt des Bezugselements abreißt.In contrast, in operation of a reference electrode in which the electrolyte salt reservoir is in the form of at the front of the housing of the reference electrode, i. arranged in the region of the housing, which also includes the transfer, arranged salt rings, deplete the reference electrolyte in a region remote from the salt rings, so that forms along the longitudinal extension of the housing or the reference element, a gradient of the electrolyte salt concentration. This can lead to a local chemical attack of the reference element in areas of low electrolyte salt concentration. This can even go so far that the reference element is completely dissolved in this area, and the front, the diaphragm facing end portion of the reference element tears off.

Ein weiterer Vorteil eines als Formkörper ausgestalteten Elektrolytsalzvorrats, der eine parallel zu einer Längserstreckung des Gehäuses und/oder zu einer Längserstreckung des Bezugselements verlaufende, Längserstreckung aufweist, die größer ist als ein senkrecht zu dieser Längserstreckung verlaufender maximaler Durchmesser, besteht darin, dass der Formkörper über die Betriebsdauer der Bezugselektrode immer kürzer wird, je weiter er sich im Bezugselektrolyten beginnend an seinem der Überführung zugewandten Ende auflöst. Damit ist die Abnahme der Längserstreckung des Formkörpers ein guter Indikator für die verbleibende Restlebensdauer der Bezugselektrode. Ein weiterer Vorteil eines derartigen Formkörpers besteht darin, dass er bei der Fertigung der Bezugselektrode sehr einfach im Gehäuse der Bezugselektrode platziert werden kann.A further advantage of an electrolyte salt reservoir designed as a shaped body which has a longitudinal extension running parallel to a longitudinal extension of the housing and / or to a longitudinal extent of the reference element, which is greater than a maximum diameter perpendicular to this longitudinal extent, is that the molded body extends beyond the operating time of the reference electrode becomes shorter and shorter, the further it dissolves in the reference electrolyte beginning at its end facing the transfer. Thus, the decrease in the longitudinal extent of the shaped body is a good indicator of the remaining life of the reference electrode. Another advantage of such a shaped body is that it in the production The reference electrode can be easily placed in the housing of the reference electrode.

In einer Ausgestaltung beträgt das Verhältnis der Längserstreckung zum maximalen Durchmesser des Formkörpers mehr als 2:1, vorzugsweise mindestens 5:1, besonders bevorzugt 10:1. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Formkörper mindestens abschnittsweise, vorzugsweise über seine gesamte Längserstreckung, als Zylinder, insbesondere als Stab, als Rinne oder als Prisma ausgestaltet.In one embodiment, the ratio of the longitudinal extent to the maximum diameter of the shaped body is more than 2: 1, preferably at least 5: 1, particularly preferably 10: 1. In an advantageous embodiment, the shaped body is designed at least in sections, preferably over its entire longitudinal extent, as a cylinder, in particular as a rod, as a channel or as a prism.

Der Formkörper kann derart innerhalb der Gehäusekammer angeordnet sein, dass seine Längserstreckung mindestens über 50%, vorzugsweise mindestens über 70%, besonders bevorzugt mindestens über 90%, der Länge des in den Bezugselektrolyten eintauchenden Abschnitts des Bezugselements, insbesondere parallel zum Bezugselement, verläuft.The shaped body can be arranged within the housing chamber such that its longitudinal extension extends at least over 50%, preferably at least over 70%, particularly preferably at least over 90%, of the length of the reference element immersed in the reference electrolyte, in particular parallel to the reference element.

Das Bezugselement kann ein elektrisch leitendes Metall, z.B. einen elektrisch leitenden Metalldraht, insbesondere einen Silberdraht, umfassen. Der Metalldraht kann zumindest in einem Teilabschnitt eine Schicht eines schwerlöslichen Salzes, insbesondere eines Halogenid-Salzes, des Metalls aufweisen, aus dem der Metalldraht gebildet ist. Das schwerlösliche Salz weist dasselbe Anion auf wie das Elektrolytsalz.The reference element may be an electrically conductive metal, e.g. an electrically conductive metal wire, in particular a silver wire include. The metal wire may have, at least in one section, a layer of a sparingly soluble salt, in particular a halide salt, of the metal from which the metal wire is formed. The sparingly soluble salt has the same anion as the electrolyte salt.

Das Bezugselement kann beispielsweise aus einem an seinem vorderen, der Überführung zugewandten Endabschnitt eine Silberchloridschicht aufweisender Silberdraht gebildet sein. Das Elektrolytsalz kann beispielsweise Kaliumchlorid KCl sein, der Formkörper besteht in diesem Fall aus Kaliumchlorid und ist vorzugsweise frei von Zusätzen. Der Bezugselektrolyt kann eine gesättigte Kaliumchloridlösung sein, die optional weitere Zusätze enthalten kann.The reference element can be formed, for example, from a silver wire having a silver chloride layer at its front end facing the transfer. The electrolyte salt can be, for example, potassium chloride KCl, the shaped body consists in this case of potassium chloride and is preferably free of additives. The reference electrolyte may be a saturated potassium chloride solution, which may optionally contain other additives.

In dem Gehäuse der Bezugselektrode kann eine den Bezugselektrolyten enthaltende Gehäusekammer gebildet sein, wobei das Bezugselement mit einer außerhalb der Gehäusekammer angeordneten elektrischen Kontaktstelle elektrisch leitend verbunden ist, und so weit in die Gehäusekammer hineinragt, dass ein Abschnitt des Bezugselements in den in der Gehäusekammer aufgenommen Bezugselektrolyten eintaucht.A housing chamber containing the reference electrolyte may be formed in the housing of the reference electrode, wherein the reference element is electrically conductively connected to an electrical contact point arranged outside the housing chamber and protrudes so far into the housing chamber that a portion of the reference element is accommodated in the reference electrolyte accommodated in the housing chamber dips.

In einer Ausgestaltung der Bezugselektrode ist die Gehäusekammer zylindrisch ausgestaltet und die Längserstreckung des Formkörpers verläuft parallel zur Zylinderachse der Gehäusekammer. Eine derart ausgestaltete Bezugselektrode kann beispielsweise mit einer separaten Messelektrode zu einer potentiometrischen oder amperometrischen Messkette kombiniert werden.In one embodiment of the reference electrode, the housing chamber is cylindrical and the longitudinal extent of the molded body extends parallel to the cylinder axis of the housing chamber. A reference electrode designed in this way can, for example, be combined with a separate measuring electrode to form a potentiometric or amperometric measuring chain.

In einer anderen Ausgestaltung kann die Gehäusekammer als zwischen zwei zueinander konzentrisch angeordneten rohrförmigen Wänden gebildete Ringkammer ausgestaltet sein, wobei der Formkörper innerhalb der Ringkammer angeordnet ist und die Längserstreckung des Formkörpers parallel zu einer oder beiden Rohrachsen der rohrförmigen Wände verläuft. In dieser Ausgestaltung kann die Bezugselektrode Bestandteil einer Einstabmesskette sein, wobei die Gehäusekammer der Bezugselektrode eine stabförmige Messelektrode ringförmig umgibt und die innere rohrförmige Wand vorzugsweise gleichzeitig eine Wand der Messelektrode ist.In another embodiment, the housing chamber may be configured as an annular chamber formed between two mutually concentrically arranged tubular walls, wherein the molded body is disposed within the annular chamber and the longitudinal extent of the molded body extends parallel to one or both tube axes of the tubular walls. In this embodiment, the reference electrode may be part of a combination electrode, wherein the housing chamber of the reference electrode surrounds a rod-shaped measuring electrode annular and the inner tubular wall is preferably simultaneously a wall of the measuring electrode.

In dem Gehäuse bzw. in der Gehäusekammer kann eine Haltevorrichtung, insbesondere ein Abstandhalter, angeordnet sein, mittels derer der Formkörper in einer vorgegebenen Orientierung, insbesondere einem vorgegebenen Abstand gegenüber dem Bezugselement, fixiert ist.In the housing or in the housing chamber, a holding device, in particular a spacer, may be arranged, by means of which the molded body is fixed in a predetermined orientation, in particular a predetermined distance relative to the reference element.

Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zum Herstellen einer Bezugselektrode, insbesondere einer Bezugselektrode nach einer der voranstehend beschriebenen Ausgestaltungen. Dieses Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

  • – Einbringen eines mittels des weiter oben beschriebenen Verfahrens nach einer der weiter oben beschriebenen Ausgestaltungen hergestellten Formkörpers in ein Bezugselektrodengehäuse;
  • – Einbringen mindestens eines Abschnitts eines elektrisch leitfähigen Bezugselements in das Bezugselektrodengehäuse, und
  • – Einbringen eines Bezugselektrolyten in das Bezugselektrodengehäuse, so dass mindestens ein Abschnitt des Bezugselements und mindestens ein Abschnitt des Formkörpers mit dem Bezugselektrolyten in Kontakt stehen.
The invention also includes a method for producing a reference electrode, in particular a reference electrode according to one of the embodiments described above. This procedure includes the following steps:
  • - Introducing a molded article produced by the method described above according to one of the embodiments described above in a reference electrode housing;
  • - Introducing at least a portion of an electrically conductive reference element in the reference electrode housing, and
  • - Introducing a reference electrolyte in the reference electrode housing, so that at least a portion of the reference element and at least a portion of the molding body are in contact with the reference electrolyte.

Dem Schritt des Einbringens des Formkörpers kann die Herstellung des Formkörpers nach dem weiter oben beschriebenen Verfahren nach einer seiner Ausgestaltungen vorangehen. In diesem Fall wird der fertige Formkörper in das Bezugselektrodengehäuse eingebracht.The step of introducing the shaped body may precede the production of the shaped body according to the method described above according to one of its embodiments. In this case, the finished molded body is introduced into the reference electrode housing.

In einer anderen Ausgestaltung kann die Salzschmelze zur Herstellung des Formkörpers in das Bezugselektrodengehäuse oder in eine innerhalb des Bezugselektrodengehäuses angeordnete, insbesondere als verlierbare Form ausgestaltete, Form gegossen und in der Form erstarren gelassen werden. Alternativ kann in die innerhalb des Bezugselektrodengehäuses angeordnete Form zunächst in Form von festen Partikeln vorliegendes Salz eingebracht und in der Form aufgeschmolzen werden, um die Salzschmelze zu erzeugen. Anschließend wird auch bei dieser Verfahrensvariante die Salzschmelze in der Form innerhalb des Bezugselektrodengehäuses erstarren gelassen.In another embodiment, the molten salt for producing the molded body in the reference electrode housing or in a arranged within the reference electrode housing, in particular designed as a losbarer form, cast mold and allowed to solidify in the mold. Alternatively, salt present in the form of solid particles may be introduced into the mold disposed within the reference electrode housing and melted in the mold to produce the molten salt. Subsequently, in this process variant, the molten salt in the mold solidified within the reference electrode housing.

Die Erfindung umfasst auch einen elektrochemischen Sensor umfassend eine Bezugselektrode nach einer der voranstehend beschriebenen Ausgestaltungen. Der elektrochemische Sensor kann eine weitere Elektrode, insbesondere eine ionenselektive Elektrode, z.B. eine pH-Glaselektrode, und eine mit der Bezugselektrode und der weiteren Elektrode in elektrisch leitfähigem Kontakt stehende Messschaltung aufweisen.The invention also includes an electrochemical sensor comprising a reference electrode according to one of the above-described embodiments. The electrochemical sensor may comprise a further electrode, in particular an ion-selective electrode, e.g. a pH glass electrode, and a measuring circuit in electrical contact with the reference electrode and the further electrode.

Die Messschaltung kann je nach Art des elektrochemischen Sensors zur Erfassung einer Potentialdifferenz zwischen der Bezugselektrode und der weiteren Elektrode (Potentiometrie) oder zur Einstellung einer Sollspannung zwischen der Bezugselektrode und der weiteren Elektrode und zur Erfassung eines zwischen der weiteren Elektrode und einer zusätzlichen Gegenelektrode fließenden Stroms (Amperometrie) dienen. Die Messschaltung kann weiter dazu ausgestaltet sein, aus der erfassten Messgröße, also beispielsweise der Potentialdifferenz zwischen der Bezugselektrode und der weiteren Elektrode oder der Stromstärke des zwischen der weiteren Elektrode und der Gegenelektrode fließenden Stroms, ein die Messgröße repräsentierendes Messsignal zu erzeugen, gegebenenfalls weiter zu verarbeiten, z.B. zu digitalisieren, und das Messsignal oder ein weiterverarbeitetes Messsignal an eine übergeordnete Einheit auszugeben. Bei der übergeordneten Einheit kann es sich um einen Messumformer, einen Computer, eine speicherprogrammierbare Steuerung oder einen Prozessleitrechner handeln.The measuring circuit may, depending on the type of electrochemical sensor for detecting a potential difference between the reference electrode and the further electrode (potentiometry) or for setting a desired voltage between the reference electrode and the further electrode and for detecting a current flowing between the further electrode and an additional counter electrode current ( Amperometry). The measuring circuit may be further configured to generate from the detected measured variable, that is to say, for example, the potential difference between the reference electrode and the further electrode or the current strength of the current flowing between the further electrode and the counter electrode, a measuring signal representing the measured variable, if necessary further processing , eg to digitize, and output the measurement signal or a further processed measurement signal to a higher-level unit. The higher-level unit can be a transmitter, a computer, a programmable logic controller or a process control computer.

Der elektrochemische Sensor kann insbesondere ein potentiometrischer pH-Sensor sein, der weiter mindestens eine pH-Glaselektrode, und eine mit der Bezugselektrode und der weiteren Elektrode in elektrisch leitfähigem Kontakt stehende Messschaltung umfasst, die dazu ausgestaltet ist eine Potentialdifferenz zwischen der pH-Glaselektrode und der Bezugselektrode zu erfassen und ein davon abhängiges Messsignal auszugeben.The electrochemical sensor may in particular be a potentiometric pH sensor, which further comprises at least one pH glass electrode, and a measuring circuit in electrically conductive contact with the reference electrode and the further electrode, which is designed for a potential difference between the pH glass electrode and the To detect reference electrode and output a dependent measurement signal.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben.In the following the invention will be described in more detail with reference to the embodiments illustrated in the figures.

Es zeigen:Show it:

1 eine schematische Längsschnitt-Darstellung einer Bezugselektrode; 1 a schematic longitudinal sectional view of a reference electrode;

2 eine schematische Darstellung eines potentiometrischen Sensors mit einer Messelektrode und einer Bezugselektrode; 2 a schematic representation of a potentiometric sensor with a measuring electrode and a reference electrode;

3 die Herstellung eines Formkörpers nach einem ersten Verfahren; 3 the production of a shaped body according to a first method;

4a), b) die Herstellung eines Formkörpers nach einem zweiten Verfahren; 4a) b) the production of a shaped article according to a second method;

5 eine Vorrichtung für die Herstellung einer Vielzahl von Formkörpern; 5 an apparatus for producing a plurality of moldings;

6 ein erstes Beispiel eines Elektrolytsalz-Formkörpers; 6 a first example of an electrolyte salt molded body;

7 ein zweites Beispiel eines Elektrolytsalz-Formkörpers. 7 A second example of an electrolyte salt molding.

1 zeigt eine schematische Längsschnittdarstellung durch eine Bezugselektrode 1. Die Bezugselektrode 1 weist ein Gehäuse 2 aus elektrisch isolierendem Material, beispielsweise Glas oder Kunststoff, auf, in dem der Bezugselektrolyt 3 aufgenommen ist. In der Wand des Gehäuses 2 ist ein als Überführung 6 dienendes Diaphragma aus einem offenporigen Festkörper, z.B. einer Keramik oder einem Kunststoff, angeordnet. In einer alternativen Ausgestaltung kann die Überführung 6 auch in Form eines Spalts ausgestaltet sein. Das Gehäuse 2 ist dazu bestimmt, in seinem vorderen, die Überführung 6 umfassenden Endbereich in ein Messmedium eingetaucht zu werden, so dass der Bezugselektrolyt 3 über die Überführung 6 mit dem Messmedium in elektrolytischem Kontakt steht. Der elektrolytische Kontakt zwischen dem Messmedium und dem Bezugselektrolyten 3 erlaubt den Austausch von Ionen zwischen dem Messmedium und dem Bezugselektrolyten 3. Das Gehäuse 2 ist rückseitig, d.h. an seinem, dem zum Eintauchen in das Messmedium bestimmten Endbereich entgegen gesetzten Ende, flüssigkeitsdicht verschlossen, im hier vorliegenden Beispiel durch eine Verklebung 5. Alternativ kann das Gehäuse 2 auch rückseitig zugeschmolzen sein. Der Bezugselektrolyt 3 ist im vorliegenden Beispiel eine gesättigte Kaliumchloridlösung, die durch Zusatz eines Polymers angedickt ist und eine gelartige Beschaffenheit aufweist. Als Bezugselektrolyt kann alternativ auch eine wässrige gesättigte Kaliumchloridlösung verwendet werden, die nicht angedickt, d.h. frei von Polymerzusätzen ist. In den Bezugselektrolyt 3 taucht ein Bezugselement 4 ein, das beispielsweise als chloridierter Silberdraht ausgestaltet sein kann. Am Bezugselement 4 stellt sich das Potential der Bezugselektrode 1 ein, das im Wesentlichen, wie eingangs ausgeführt, von der Konzentration des schwer löslichen Silberchlorid abhängt, und das daher konstant bleibt, so lange die Chloridkonzentration im Bezugselektrolyten hoch genug ist. Das Bezugselement 4 ist rückseitig durch die Verklebung oder Verschmelzung des Gehäuses 2 herausgeführt und mit einer Kontaktstelle 7, die außerhalb des Gehäuses 2 angeordnet ist, verbunden. Über diese Kontaktstelle 7 kann eine Messschaltung (in 1 nicht dargestellt) das Potential der Bezugselektrode 1 abgreifen. 1 shows a schematic longitudinal sectional view through a reference electrode 1 , The reference electrode 1 has a housing 2 of electrically insulating material, for example glass or plastic, in which the reference electrolyte 3 is included. In the wall of the housing 2 is as an overpass 6 Serving diaphragm of an open-pore solid, such as a ceramic or a plastic arranged. In an alternative embodiment, the transfer 6 be configured in the form of a gap. The housing 2 is destined, in its front, the overpass 6 be immersed in a measuring medium so that the reference electrolyte 3 about the overpass 6 is in electrolytic contact with the measuring medium. The electrolytic contact between the measuring medium and the reference electrolyte 3 allows the exchange of ions between the measuring medium and the reference electrolyte 3 , The housing 2 is backside, ie liquid-tightly closed at its end, which is intended for immersion in the measuring medium end region, in the present example by gluing 5 , Alternatively, the housing 2 also be sealed on the back. The reference electrolyte 3 in the present example is a saturated potassium chloride solution which is thickened by the addition of a polymer and has a gel-like nature. Alternatively, an aqueous saturated potassium chloride solution which is not thickened, ie free of polymer additives, can also be used as the reference electrolyte. In the reference electrolyte 3 dives a reference element 4 a, which may be configured for example as a chlorided silver wire. At the reference element 4 turns the potential of the reference electrode 1 which essentially depends on the concentration of the sparingly soluble silver chloride, as stated at the outset, and which therefore remains constant as long as the chloride concentration in the reference electrolyte is high enough. The reference element 4 is on the back by the gluing or fusion of the housing 2 led out and with a contact point 7 outside the case 2 is arranged, connected. About this contact point 7 can a measuring circuit (in 1 not shown) the potential of the reference electrode 1 tap.

In der durch das Gehäuse 2 gebildeten Kammer, in der der Bezugselektrolyt 3 aufgenommen ist, ist ein stabförmiger, aus Kaliumchlorid bestehender Formkörper 8 enthalten, der als Elektrolytsalz-Vorrat dient. Im vorliegenden Beispiel besteht der Formkörper aus reinem Kaliumchlorid. Im Gegensatz zu bekannten, als Elektrolytsalz-Vorrat dienenden Presslingen, die in aus dem Stand der Technik bekannten Bezugselektroden enthalten sind, ist dieser Formkörper 8 frei von Hilfsstoffen. Die Längserstreckung des Formkörpers 8 erstreckt sich im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Gehäuses 2 und zur Längserstreckung des Bezugselements 4.In through the housing 2 formed chamber in which the reference electrolyte 3 is a rod-shaped, consisting of potassium chloride moldings 8th contained, which serves as an electrolyte salt supply. In the present example, the shaped body consists of pure potassium chloride. In contrast to known, serving as an electrolyte salt stock compacts contained in known from the prior art reference electrodes, this molded body is 8th free of excipients. The longitudinal extension of the molding 8th extends substantially parallel to the longitudinal axis of the housing 2 and to the longitudinal extent of the reference element 4 ,

Im hier beschriebenen Beispiel handelt es sich bei der Bezugselektrode um eine Silber/Silberchlorid-Bezugselektrode. Der Formkörper besteht im vorliegenden Beispiel aus Kaliumchlorid, kann aber selbstverständlich alternativ aus einem anderen Chloridsalz oder aus einem Gemisch mehrerer Chloridsalze gebildet sein. Generell kann der Formkörper aus einem anderen geeigneten Salz oder Salzgemisch, insbesondere aus Halogenidsalzen, gebildet sein. Die Bezugselektrode kann selbstverständlich auch durch eine andere Elektrode zweiter Art, insbesondere eine Kalomel-Elektrode, gebildet sein. Das Material des Formkörpers ist dann vorzugsweise seiner Funktion als Elektrolytsalz-Vorrat entsprechend an die Elektrode zweiter Art angepasst.In the example described here, the reference electrode is a silver / silver chloride reference electrode. The shaped body consists in the present example of potassium chloride, but can of course alternatively be formed from another chloride salt or from a mixture of several chloride salts. In general, the shaped body can be formed from another suitable salt or salt mixture, in particular from halide salts. The reference electrode can of course also be formed by another electrode of the second kind, in particular a calomel electrode. The material of the shaped body is then preferably adapted to its function as an electrolyte salt supply to the electrode of the second type.

Die Bezugselektrode 1 kann Bestandteil einer potentiometrischen Messanordnung sein, die weiter eine Messelektrode und eine Messschaltung umfasst. Die Messschaltung der potentiometrischen Messanordnung ist dazu ausgestaltet, eine Potentialdifferenz zwischen der Messelektrode und der Bezugselektrode zu erfassen und auszugeben. Die Messelektrode kann beispielsweise eine ionenselektive Membran oder eine pH-sensitive Glasmembran umfassen, an der sich in Kontakt mit dem Messmedium ein von einer Konzentration des Analyten in dem Messmedium abhängiges Potential einstellt. Die Messelektrode kann in einem nicht mit dem Gehäuse 2 der Bezugselektrode 1 verbundenen Gehäuse angeordnet sein.The reference electrode 1 may be part of a potentiometric measuring arrangement, which further comprises a measuring electrode and a measuring circuit. The measuring circuit of the potentiometric measuring arrangement is designed to detect and output a potential difference between the measuring electrode and the reference electrode. The measuring electrode may comprise, for example, an ion-selective membrane or a pH-sensitive glass membrane, at which a potential dependent on a concentration of the analyte in the measuring medium is established in contact with the measuring medium. The measuring electrode can not in one with the housing 2 the reference electrode 1 be arranged connected housing.

Die Bezugselektrode 1 kann in einer anderen Ausgestaltung Bestandteil einer amperometrischen Messanordnung sein, die neben der Bezugselektrode 1 eine Arbeitselektrode und eine Gegenelektrode sowie eine mit der Bezugselektrode, der Arbeitselektrode und der Gegenelektrode elektrisch leitend verbundene Messschaltung aufweist. Zur Messung werden Bezugselektrode, Arbeitselektrode und Gegenelektrode in Kontakt mit dem Messmedium gebracht. Die Messschaltung kann in der amperometrischen Messanordnung eine potentiometrische Regelschaltung umfassen, welche dazu ausgestaltet ist, zwischen der Arbeitselektrode und der nicht-stromdurchflossenen Bezugselektrode eine Sollspannung vorzugeben, die Stromstärke des bei der Einstellung der Sollspannung durch das Messmedium fließenden Stroms zu erfassen und ein davon abhängiges Messsignal zu erzeugen und auszugeben.The reference electrode 1 may be part of an amperometric measuring arrangement in another embodiment, in addition to the reference electrode 1 a working electrode and a counter electrode and a measuring circuit electrically connected to the reference electrode, the working electrode and the counter electrode. For measurement, the reference electrode, the working electrode and the counter electrode are brought into contact with the measuring medium. In the amperometric measuring arrangement, the measuring circuit can comprise a potentiometric control circuit which is designed to predetermine a setpoint voltage between the working electrode and the non-current-carrying reference electrode, to detect the current intensity of the current flowing through the measuring medium when the setpoint voltage is set, and a measurement signal dependent thereon to generate and output.

Im Betrieb der Bezugselektrode 1 wird durch die Überführung 6 nach und nach Chlorid aus der Lösung ausgetragen. Gleichzeitig geht festes Kaliumchlorid aus dem Formkörper 8 in Lösung, so dass der Bezugselektrolyt 3 nicht an Chlorid verarmt. Auf diese Weise bleibt das Potential der Bezugselektrode 1 stabil. Die Auflösung des stabförmigen Formkörpers 8 beginnt an dem Ende des Stabes, das der Überführung 6 zugewandt ist. Von diesem Ende her löst sich der Formkörper 8 nach und nach auf, so dass er über die Betriebsdauer der Bezugselektrode 1 immer kürzer wird. Damit ist die Länge des stabförmigen Formkörpers 8 auch ein Indikator für die verbleibende Restlebensdauer der Bezugselektrode 1, da nach vollständiger Auflösung des Formkörpers 8 eine verstärkte Drift des Bezugselektrodenpotentials zu erwarten ist. Diese verstärkte Drift erfordert nicht nur eine häufigere Kalibrierung, sondern führt auch dazu, dass das Potential der Bezugselektrode 1 nach absehbarer Zeit so weit von dem ursprünglichen Bezugspotential entfernt ist, dass eine Kalibrierung nicht mehr möglich ist und die Bezugselektrode mithin ihr Lebensende erreicht und ersetzt werden muss.During operation of the reference electrode 1 gets through the overpass 6 gradually discharged from the solution chloride. At the same time solid potassium chloride goes out of the molding 8th in solution, leaving the reference electrolyte 3 not depleted of chloride. In this way, the potential of the reference electrode remains 1 stable. The resolution of the rod-shaped molding 8th starts at the end of the rod, that of the overpass 6 is facing. From this end, the molding dissolves 8th gradually on, giving it over the life of the reference electrode 1 getting shorter and shorter. This is the length of the rod-shaped molding 8th also an indicator of the remaining life of the reference electrode 1 , because after complete dissolution of the molding 8th an increased drift of the reference electrode potential is to be expected. This increased drift not only requires more frequent calibration but also results in the potential of the reference electrode 1 After the foreseeable future, it is so far away from the original reference potential that a calibration is no longer possible and the reference electrode must therefore reach its end of life and be replaced.

Während der allmählichen Auflösung des Formkörpers 8 bleibt der in einem Bereich zwischen dem der Überführung 6 zugewandten Ende des Formkörpers 8 und der Überführung 6 vorliegende Bezugselektrolyt 3 im wesentlichen chloridgesättigt. Auch in einem von der Überführung 6 entfernten rückseitigen Bereich des Gehäuses 2, insbesondere in einem Bereich zwischen dem der Überführung 6 zugewandten Ende des Formkörpers 8 und dem Pegel des Bezugselektrolyten 3 bzw. der rückseitigen Verklebung 5 verarmt der Bezugselektrolyt 3 nicht an Chlorid, da sich der Formkörper 8 weit in diesen Bereich erstreckt. Auf diese Weise werden Konzentrationsgradienten über die Längserstreckung des Gehäuses 2 bzw. des Bezugselements 4, die zu einer Beschädigung des Bezugselements 4 führen könnten, vermieden.During the gradual dissolution of the molding 8th The remains in an area between the overpass 6 facing the end of the molding 8th and the overpass 6 present reference electrolyte 3 essentially saturated with chlorine. Also in one of the overpass 6 removed back area of the housing 2 , especially in an area between the transfer 6 facing the end of the molding 8th and the level of the reference electrolyte 3 or the back-side bonding 5 the reference electrolyte is depleted 3 not to chloride, because the molding 8th extends far into this area. In this way, concentration gradients over the length of the housing 2 or the reference element 4 leading to damage of the reference element 4 could lead to avoided.

2 zeigt eine schematische Darstellung eines als potentiometrische Einstabmesskette 10 ausgestalteten pH-Sensors, der eine Messelektrode 12 und eine Bezugselektrode 11 umfasst. Die Messelektrode 12 ist in einem rohrförmigen Gehäuseteil 13 aus einem isolierenden Material, z.B. Glas oder Kunststoff, aufgenommen, das an einem Ende durch eine pH-sensitive Glasmembran 14 abgeschlossen ist. In dem Gehäuseteil 13 ist als Innenelektrolyt 15 eine Kaliumchlorid-haltige Pufferlösung aufgenommen, in die ein Ableitelement 16, das aus einem Metalldraht gebildet sein kann, eintaucht. Im vorliegenden Beispiel ist das Ableitelement 16 ein chloridierter Silberdraht. Die Bezugselektrode 11 ist konzentrisch um die Messelektrode 12 herum angeordnet. Sie umfasst ein durch ein äußeres, rohrförmiges Gehäuseteil 17 aus einem isolierenden Material und das rohrförmige Gehäuseteil 13 gebildetes Gehäuse. Das Gehäuseteil 17 ist an seinem der pH-sensitiven Glasmembran 14 zugewandten Ende mit dem rohrförmigen Gehäuseteil 13 der Messelektrode 12 flüssigkeitsdicht verbunden. In der so gebildeten ringförmigen Gehäusekammer ist ein Bezugselektrolyt 20 aufgenommen, in den das Bezugselement 19 eintaucht. Das Bezugselement 19 kann durch einen chloridierten Silberdraht gebildet sein. Der Bezugselektrolyt 20 steht im Betrieb des pH-Sensors über eine als Durchgangsöffung in dem äußeren rohrförmigen Gehäuseteil 17 ausgebildete Überführung 21 mit einem die Einstabmesskette in ihrem vorderen Endbereich, der die Überführung 21 und die pH-sensitive Glasmembran 14 einschließt, umgebenden Messmedium in Kontakt. An seinem der Glasmembran 14 gegenüberliegenden rückseitigen Ende ist das Gehäuse der Einstabmesskette durch eine Verklebung 22 verschlossen. Das Bezugselement 19 und das Ableitelement 16 sind jeweils über eine außerhalb des Gehäuses angeordnete Kontaktstelle 23, 24 mit einer Messschaltung 25 verbunden. Die Messschaltung 25 ist dazu ausgestaltet, eine Potentialdifferenz zwischen der Messelektrode 12 und der Bezugselektrode 11 zu erfassen und ein die Potentialdifferenz repräsentierendes Messsignal auszugeben. Die Messschaltung kann mit einer übergeordneten Einheit, beispielsweise einem Messumformer, verbunden sein, an die es das Messsignal ausgibt. 2 shows a schematic representation of a potentiometric Einstabmesskette 10 designed pH sensor, which is a measuring electrode 12 and a reference electrode 11 includes. The measuring electrode 12 is in a tubular housing part 13 made of an insulating material, such as glass or plastic, taken at one end by a pH-sensitive glass membrane 14 is completed. In the housing part 13 is as an inner electrolyte 15 a potassium chloride-containing buffer solution was added, in the one discharge element 16 that can be made of a metal wire dips. In the present example, the diverting element 16 a chlorided silver wire. The reference electrode 11 is concentric around the measuring electrode 12 arranged around. It comprises a through an outer, tubular housing part 17 made of an insulating material and the tubular housing part 13 formed housing. The housing part 17 is at its the pH-sensitive glass membrane 14 facing end with the tubular housing part 13 the measuring electrode 12 connected liquid-tight. In the annular housing chamber thus formed is a reference electrolyte 20 included in the the reference element 19 dips. The reference element 19 may be formed by a chlorided silver wire. The reference electrolyte 20 is in operation of the pH sensor via a passage opening in the outer tubular housing part 17 trained overpass 21 with a the combination electrode in its front end area, the overpass 21 and the pH-sensitive glass membrane 14 includes, surrounding measuring medium in contact. At his the glass membrane 14 opposite back end is the housing of the combination electrode by a bond 22 locked. The reference element 19 and the diverting element 16 are each about a arranged outside the housing pad 23 . 24 with a measuring circuit 25 connected. The measuring circuit 25 is designed to have a potential difference between the measuring electrode 12 and the reference electrode 11 to capture and output a measuring signal representing the potential difference. The measuring circuit can be connected to a higher-level unit, for example a measuring transducer, to which it outputs the measuring signal.

Der Bezugselektrolyt 20 ist im vorliegenden Beispiel eine mittels eines Polymers angedickte, gesättigte Kaliumchloridlösung. Innerhalb der durch das äußere Gehäuseteil 17 und das Gehäuseteil 13 gebildeten ringförmigen Kammer ist ein stabförmiger Formkörper 18 aus Kaliumchlorid angeordnet, dessen Längsachse im Wesentlichen parallel zur Rohrachse der Gehäuseteile 13 und 17 verläuft. Die Länge des Formkörpers 18 ist im vorliegenden Beispiel ungefähr gleich der Länge des in den Bezugselektrolyten 13 eintauchenden Abschnitts des Bezugselements 19. Vorteilhaft beträgt die Länge des Formkörpers 18 mindestens zwischen 50 und 100 % der Länge des in den Bezugselektrolyten eintauchenden Abschnitts des Bezugselements 19. Im hier gezeigten Beispiel besteht der Formkörper 18 aus reinem Kaliumchlorid, d.h. er ist bis auf vernachlässigbare, nicht vermeidbare Verunreinigungen frei von Hilfsstoffen und weist eine Dichte auf, die annähernd bis ganz der Kristalldichte entspricht.The reference electrolyte 20 is in the present example a thickened by means of a polymer, saturated potassium chloride solution. Within through the outer housing part 17 and the housing part 13 formed annular chamber is a rod-shaped body 18 arranged of potassium chloride, whose longitudinal axis substantially parallel to the tube axis of the housing parts 13 and 17 runs. The length of the molding 18 in the present example is approximately equal to the length of the reference electrolyte 13 dipping section of the reference element 19 , The length of the shaped body is advantageous 18 at least between 50 and 100% of the length of the reference element immersed in the reference electrolyte 19 , In the example shown here is the molding 18 of pure potassium chloride, ie it is, apart from negligible, unavoidable impurities, free of excipients and has a density which corresponds approximately to the total crystal density.

Wie anhand der in 1 dargestellten Bezugselektrode 1 beschrieben, dient der Formkörper 18 als Elektrolytsalzvorrat, aus dem über die Überführung 21 aus dem Bezugselektrolyten 20 austretende Chloridionen ersetzt werden. Wie bei dem in 1 dargestellten Beispiel kann die Auflösung des Formkörpers 18 von seinem der Überführung 21 zunächst liegenden Ende her als visuell erfassbarer Indikator für die Restlebensdauer des Sensors 10 dienen.As based on the in 1 illustrated reference electrode 1 described, serves the molding 18 as an electrolyte salt reservoir from which via the transfer 21 from the reference electrolyte 20 exiting chloride ions are replaced. As with the in 1 example shown, the resolution of the molding 18 from his the overpass 21 first end lying as a visually detectable indicator for the remaining life of the sensor 10 serve.

In einer vorteilhaften Variante kann im rückseitigen Bereich der Ringkammer eine Halterung angeordnet sein, mittels derer der Formkörper 18 in einer vorgegebenen Position, beispielsweise in einem bestimmten Abstand zum Bezugselement 19, fixierbar ist. In einer weiteren Variante ist es möglich, auf der Wandung des äußeren rohrförmigen Gehäuseteils 17 eine Skala anzubringen, anhand derer eine Auflösungsgeschwindigkeit des Formkörpers 18 ermittelt werden kann. Dies erlaubt eine Extrapolation zur Ermittlung einer verbleibenden sicheren Restlebensdauer der Bezugselektrode 11.In an advantageous variant, a holder can be arranged in the rear region of the annular chamber, by means of which the molded body 18 in a predetermined position, for example at a certain distance from the reference element 19 , is fixable. In a further variant, it is possible on the wall of the outer tubular housing part 17 to attach a scale, on the basis of which a dissolution rate of the molding 18 can be determined. This allows extrapolation to determine a remaining safe residual life of the reference electrode 11 ,

In 3 ist ein Verfahren zur Herstellung eines für die Verwendung in der Bezugselektrode gemäß 1 bzw. in dem elektrochemischen Sensor gemäß 2 geeigneten Formkörpers aus Salz illustriert. In der hier dargestellten Verfahrensvariante wird eine in einem Tiegel 31 enthaltene Salzschmelze 32 in eine Form 33 gegossen. Im vorliegenden Beispiel besteht die Salzschmelze 32 aus bis auf vernachlässigbare Verunreinigungen reinem Kaliumchlorid ohne weitere Zusätze. Die Salzschmelze 32 wird in einem ersten Schritt erzeugt, indem reines, festes Kaliumchlorid, beispielsweise in Form einer Vielzahl von kristallinen Salzpartikeln, in den Tiegel 31 gegeben und darin durch Erhitzen auf eine Temperatur oberhalb von 770 °C, vorzugsweise ca. 20 °C oberhalb des Schmelzpunktes, aufgeschmolzen wird. Vorzugsweise erfolgt das Erhitzen auf eine Temperatur zwischen 780 und 800 °C, bevorzugt zwischen 785 und 795 °C. Das Erhitzen kann in einem Ofen geschehen. Es ist beispielsweise möglich, einen Tiegel aus einem elektrisch leitfähigen Material zu verwenden und diesen mittels Induktion zu erhitzen. Das Erhitzen kann jedoch auch mittels anderer an sich bekannter Mittel zur Wärmeübertragung, insbesondere durch Strahlung, z.B. mit einer Laserheizung, und Konvektion, z.B. in einem Muffelofen, erfolgen. Da geschmolzenes Kaliumchlorid eine Vielzahl von Metallen chemisch angreift, ist als Tiegelmaterial insbesondere Keramik oder ein hochschmelzendes Glas, beispielsweise Quarzglas, geeignet. Als elektrisch leitfähiges Tiegelmaterial kommen spezielle Edelstähle oder inerte Metalle wie Platin oder Tantal, in Frage.In 3 is a method of making one for use in the reference electrode according to 1 or in the electrochemical sensor according to 2 suitable shaped body of salt illustrated. In the process variant shown here, one in a crucible 31 contained molten salt 32 in a mold 33 cast. In the present example, there is the molten salt 32 from up to negligible impurities pure potassium chloride without further additives. The molten salt 32 is generated in a first step by pure, solid potassium chloride, for example in the form of a variety of crystalline salt particles, in the crucible 31 is given and melted therein by heating to a temperature above 770 ° C, preferably about 20 ° C above the melting point. Preferably, the heating is carried out at a temperature between 780 and 800 ° C, preferably between 785 and 795 ° C. The heating can be done in an oven. It is for example possible to use a crucible made of an electrically conductive material and to heat it by induction. However, the heating can also be effected by means of other means known per se for heat transfer, in particular by radiation, for example with laser heating, and convection, for example in a muffle furnace. Since molten potassium chloride chemically attacks a large number of metals, ceramic or a high-melting glass, for example quartz glass, is particularly suitable as the crucible material. As electrically conductive crucible material special stainless steels or inert metals such as platinum or tantalum, in question.

Die so gebildete Salzschmelze 32 wird in einem zweiten Schritt in die Form 33 gegossen. Im vorliegenden Beispiel weist die Form 33 eine rinnenförmige Ausnehmung auf, in der die Salzschmelze 32 aufgenommen wird. Geeignete Formmaterialien weisen ein hohes Wärmeaufnahmevermögen auf. Die Form 33 besteht im hier gezeigten Beispiel aus einem temperaturbeständigen, weitgehend gegenüber der Salzschmelze inerten Material, z.B. aus Edelstahl, einem inerten Metall, Keramik oder aus Quarzglas. Die Form kann alternativ auch als verlierbare Form, z.B. aus einem schüttbaren Material wie Sand oder Keramikpulver, gebildet sein.The molten salt thus formed 32 will in a second step in the form 33 cast. In the present example, the shape 33 a groove-shaped recess in which the molten salt 32 is recorded. Suitable molding materials have a high heat absorption capacity. Form 33 in the example shown here consists of a temperature-resistant, largely inert to the molten salt material, for example made of stainless steel, an inert metal, ceramic or quartz glass. Alternatively, the mold may also be formed as a loseable mold, for example of a pourable material such as sand or ceramic powder.

In einem dritten Verfahrensschritt wird die in die Form 33 gegossene Salzschmelze 32 erstarren gelassen. Dies kann entweder dadurch geschehen, dass die Form einige Zeit lang bei Zimmertemperatur (25 °C) oder einer anderen vorgegebenen Temperatur, die unterhalb des Erstarrungspunktes der Salzschmelze liegt, stehengelassen wird. Beim Abkühlen z.B. auf Zimmertemperatur kühlt die Salzschmelze 32 ab und erstarrt zu einem transparenten Festkörper, dessen Gestalt durch die rinnenförmige Ausnehmung der Form 33 vorgegeben ist. Das Abkühlen kann in einer Verfahrensvariante dadurch beschleunigt werden, dass als Formmaterial ein Material hoher Wärmeleitfähigkeit gewählt wird. Gleichzeitig kann die Form Bereiche mit hoher Oberfläche, z.B. Kühlrippen aufweisen, um eine noch bessere Wärmeableitung zu bewirken. Zusätzlich oder alternativ kann die Form aktiv temperiert, insbesondere gekühlt werden. Es ist auch möglich, mittels der aktiven Temperierung ein vorgegebenes Abkühlprofil zu durchfahren. Die aktive Temperierung kann mittels eines um oder durch die Form strömenden Kühlmediums (Kühlflüssigkeit, Kühlgas) oder auch mittels thermoelektrischer Elemente (Peltier-Elemente) bewirkt werden. Während des Abkühlens kann die Form durch eine Platte (nicht in 3 dargestellt) abgedeckt werden, welche eine Verformung des in der rinnenförmigen Ausnehmung erstarrenden Formkörpers verhindert. Nach dem Erstarren der Salzschmelze unter Bildung des Formkörpers kann die Form 33 entfernt werden.In a third process step is in the form 33 poured molten salt 32 stiffened. This can be done either by allowing the mold to stand for some time at room temperature (25 ° C) or another predetermined temperature, which is below the solidification point of the molten salt. On cooling, for example, to room temperature, the salt melt cools 32 From and solidifies into a transparent solid, whose shape through the groove-shaped recess of the mold 33 is predetermined. The cooling can be accelerated in a process variant in that a material of high thermal conductivity is selected as the molding material. At the same time, the mold may have areas of high surface area, such as cooling fins, to provide even better heat dissipation. Additionally or alternatively, the mold can be actively tempered, in particular cooled. It is also possible to pass through a predetermined cooling profile by means of the active temperature control. The active temperature control can be effected by means of a cooling medium flowing around or through the mold (cooling liquid, cooling gas) or else by means of thermoelectric elements (Peltier elements). During cooling, the mold may be replaced by a plate (not in 3 represented), which prevents deformation of the solidified in the trough-shaped recess molding. After solidification of the molten salt to form the molding, the shape 33 be removed.

In 4a und b ist ein alternatives Herstellungsverfahren zum Erzeugen eines Formkörpers aus Salz dargestellt. In diesem Beispiel wird in einem ersten Schritt (4a) granulares Salz 41 in eine Form 43 gegeben. In einem zweiten Schritt wird das Salz 41 in der Form 43 geschmolzen (4b). In einem dritten Schritt wird die so gebildet Salzschmelze 42 erstarren gelassen. Im vorliegenden Beispiel wird als Salz 41 reines KCl verwendet, als Form 43 dient ein Röhrchen aus Quarzglas. Es versteht sich, dass als Form für dieses Verfahren auch eine Form aus einem anderen Material verwendet werden kann, beispielsweise eines der voranstehend im Zusammenhang mit der in 3 dargestellten Verfahrensvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens genannten Materialien. Das Erhitzen zum Schmelzen des Salzes 41 und das Abkühlen zum Erstarrenlassen der Salzschmelze zum Formkörper kann in analoger Weise erfolgen wie anhand der in 3 veranschaulichten Verfahrensvariante beschrieben. Nach dem Erstarren der Salzschmelze unter Bildung des Formkörpers kann die Form entfernt werden.In 4a and b is an alternative manufacturing process for producing a shaped body of salt. In this example, in a first step ( 4a ) granular salt 41 in a mold 43 given. In a second step, the salt 41 in the shape 43 melted ( 4b ). In a third step, the molten salt is formed 42 stiffened. In the present example is called salt 41 pure KCl used as a form 43 serves a tube of quartz glass. It is understood that a mold made of another material can also be used as the mold for this process, for example one of those described above in connection with FIG 3 shown method variant of the method according to the invention mentioned materials. The heating to melt the salt 41 and the cooling to solidify the molten salt to the molding can be carried out in an analogous manner as described in reference to 3 described method variant described. After solidification of the molten salt to form the molding, the mold can be removed.

Der nach einer der voranstehend beschriebenen Verfahrensvarianten hergestellte Formkörper, insbesondere ein aus reinem KCl ohne weitere Zusätze hergestellter Formkörper, ist transparent. Seine Dichte liegt nahe an der Dichte des kristallinen Salzes, nämlich zwischen 90 und 100 %, oder sogar zwischen 99 und 100 % der Dichte des kristallinen Salzes aus dem der Formkörper gebildet ist. Im Falle von Kaliumchlorid liegt die Dichte des so hergestellten Formkörpers zwischen 1,8 und 1,98 g/cm3, oder sogar zwischen 1,9 und 1,98 g/cm3. Eine Dichte in diesem Bereich ist durch Pressen nicht zu erreichen. Bei Kaliumchlorid wird beispielsweise durch Pressen eine Dichte um 1,5 g/cm3 erreicht. Es hat sich in Experimenten gezeigt, dass dieser Formkörper sich in Wasser deutlich langsamer auflöst als ein Salz-Pressling gleicher Geometrie. Damit einher geht auch eine höhere mechanische Festigkeit des aus der Salzschmelze erstarrten Formkörpers im Vergleich zu einem Pressling.The molded article produced by one of the process variants described above, in particular a molded article produced from pure KCl without further additives, is transparent. Its density is close to the density of the crystalline salt, namely between 90 and 100%, or even between 99 and 100% of the density of the crystalline salt from which the shaped body is formed. In the case of potassium chloride, the density of the molded article thus produced is between 1.8 and 1.98 g / cm 3 , or even between 1.9 and 1.98 g / cm 3 . A density in this area can not be achieved by pressing. With potassium chloride, for example, a density of 1.5 g / cm 3 is achieved by pressing. It has been shown in experiments that this shaped body dissolves much slower in water than a salt compact of the same geometry. This is accompanied by a higher mechanical strength of the solidified from the molten salt molding in comparison to a compact.

In 5 ist eine Vorrichtung zur gleichzeitigen Herstellung einer Vielzahl von Formkörpern aus Salz dargestellt. Sie ist insbesondere zur Verwendung in einer Serienfertigung von Formkörpern und Bezugselektroden mit solchen Formkörpern geeignet. Die Vorrichtung umfasst einen Grundkörper 54, in dem eine Vielzahl von rinnenförmigen Ausnehmungen 53 gebildet sind, die jeweils eine Form zur Herstellung eines Formkörpers bilden. Zur Herstellung der Vielzahl von Formkörpern wird in alle Formen entweder festes Salz eingebracht und in den Formen aufgeschmolzen oder eine Salzschmelze in die Formen gegossen. Im letzteren Fall können die einzelnen Ausnehmung 53 miteinander durch Kanäle verbunden sein, so dass sich eine an einer Stelle in eine Ausnehmung eingegossene Salzschmelze nach und nach in alle Ausnehmungen 53 ausbreitet. Dies erleichtert eine Automatisierung des Verfahrens. Zum Temperieren des Grundkörpers 53, beispielsweise zum Heizen und/oder zum Abkühlen von in den Ausnehmungen 53 enthaltenem festem oder geschmolzenem Salz ist an dem Grundkörper 54 ein Temperierelement 56 angebracht, das beispielsweise ein oder mehrere thermoelektrische Elemente oder eine Widerstandsheizung oder sonstige Mittel zum Heizen und gegebenenfalls auch zum Kühlen umfassen kann. Der Grundkörper 53 besteht in diesem Fall idealerweise aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit.In 5 a device for the simultaneous production of a plurality of shaped articles made of salt is shown. It is particularly suitable for use in mass production of moldings and reference electrodes with such moldings. The device comprises a base body 54 in which a multitude of channel-shaped recesses 53 are formed, each forming a mold for producing a shaped body. To produce the plurality of moldings, either solid salt is introduced into all molds and melted in the molds or a molten salt is poured into the molds. In the latter case, the single recess 53 be connected to each other by channels, so that a poured into a recess in one place molten salt gradually into all the recesses 53 spreads. This facilitates automation of the process. For tempering the body 53 For example, for heating and / or cooling in the recesses 53 contained solid or molten salt is at the body 54 a tempering 56 attached, which may comprise, for example, one or more thermoelectric elements or a resistance heater or other means for heating and optionally also for cooling. The main body 53 in this case ideally consists of a material with high thermal conductivity.

Die in den Ausnehmungen 53 vorliegende Salzschmelze wird durch Abkühlen erstarren gelassen. Während des Abkühlens kann eine Gegenplatte 55 gegen den Grundkörper 54 angelegt werden, um eine Verformung der sich in den Ausnehmungen 53 durch Erstarren des Salzes bildenden Formkörper zu verhindern.The in the recesses 53 present molten salt is allowed to solidify by cooling. During cooling can be a counter plate 55 against the main body 54 be applied to a deformation in the recesses 53 To prevent by solidification of the salt forming moldings.

Zur Herstellung der in 1 dargestellten Bezugselektrode wird ein nach einer der hier beschriebenen Verfahrensvarianten hergestellten Formkörper in das Gehäuse 2 der Bezugselektrode eingebracht. Zuvor oder anschließend wird ein eine Silberchlorid-Schicht aufweisender Abschnitt des Bezugselements 4 in das Gehäuse 2 eingebracht. In einem weiteren Schritt wird der Bezugselektrolyt 3 in das Gehäuse 2 eingebracht. Das Gehäuse 2 wird rückseitig durch Verkleben oder verschmelzen verschlossen, wobei das Bezugselement 4 oder ein leitfähig mit dem Bezugselement 4 verbundener elektrischer Leiter durch die dabei entstehende Verklebungs- oder Verschmelzungsstelle hindurchgeführt ist. Auf die Reihenfolge der hier genannten Verfahrensschritte kommt es dabei nicht an.For the production of in 1 The reference electrode shown is a molded body produced by one of the process variants described herein in the housing 2 introduced the reference electrode. Before or after, a portion of the reference element having a silver chloride layer is formed 4 in the case 2 brought in. In a further step, the reference electrolyte 3 in the case 2 brought in. The housing 2 is closed at the back by gluing or merging, the reference element 4 or conductive with the reference element 4 connected electrical conductor is passed through the resulting bonding or merger point. The sequence of the method steps mentioned here does not matter.

Zur Herstellung der in 2 dargestellten elektrochemischen Sensors werden Bezugselement, ein nach dem oben beschriebenen Verfahren in einer der genannten Varianten erzeugter Salz-Formkörper und Bezugselektrolyt in ganz analoger Weise wie voranstehend beschrieben in das Gehäuseteil 17 eingebracht. In das Gehäuseteil 13 wird der Innenelektrolyt und ein Abschnitt des Ableitelements 16 eingebracht. Das Gehäuse des Sensors wird rückseitig durch Verschmelzen oder Verkleben verschlossen, wobei das Bezugselement 19 und das Ableitelement 16 bzw. ein elektrisch leitfähig mit dem Bezugselement 19 verbundener elektrischer Leiter und/oder ein elektrisch leitfähig mit dem Ableitelement 16 verbundener elektrischer Leiter durch die dabei entstehende Verklebungs- bzw. Verschmelzungsstelle hindurch aus dem Gehäuse herausgeführt wird. Das Bezugselement 19 und das Ableitelement 16 bzw., falls vorhanden, die mit dem Bezugs- bzw. der Ableitelement verbundenen elektrischen Leiter werden elektrisch leitend, z.B. mittels Löten oder anderer Kontaktierungstechniken, mit der Messschaltung 25 verbunden.For the production of in 2 illustrated electrochemical sensor reference element, a prepared according to the method described above in one of said variants salt moldings and reference electrolyte in a very analogous manner as described above in the housing part 17 brought in. In the housing part 13 becomes the inner electrolyte and a portion of the discharge element 16 brought in. The housing of the sensor is closed at the back by fusing or gluing, wherein the reference element 19 and the diverting element 16 or an electrically conductive with the reference element 19 connected electrical conductor and / or electrically conductive with the discharge element 16 connected electrical conductor is led out through the resulting bonding or merger point through the housing. The reference element 19 and the diverting element 16 or, if present, the electrical conductors connected to the reference or the diverting element become electrically conductive, for example by means of soldering or other contacting techniques, with the measuring circuit 25 connected.

In einer weiteren Variante des Verfahrens zur Herstellung einer Bezugselektrode mit einem Salz-Formkörper ist denkbar, eine Salzschmelze unmittelbar in das Gehäuse der späteren Bezugselektrode einzubringen. Dies kann erfolgen, indem die Salzschmelze direkt in das Gehäuse eingegossen wird oder in eine in dem Gehäuse gebildete, insbesondere verlierbare, Form gegossen wird, die optional nach dem Erstarren der Salzschmelze zu einem Formkörper entfernt werden kann. In diesem Fall ist es vorteilhaft, das Gehäuse aus Quarzglas zu bilden und vor dem Eingießen der Salzschmelze vorzutemperieren, um Spannungsrisse zu verhindern.In a further variant of the method for producing a reference electrode with a salt molded body, it is conceivable to introduce a molten salt directly into the housing of the later reference electrode. This can be done by the molten salt is poured directly into the housing or poured into a formed in the housing, in particular losable, mold, which can optionally be removed after solidification of the molten salt to form a shaped body. In this case, it is advantageous to form the housing from quartz glass and to pre-temper before pouring the molten salt to prevent stress cracks.

In einer anderen Variante ist es denkbar, in das Gehäuse der späteren Bezugselektrode, das beispielsweise aus Quarzglas gebildet sein kann, das Salz in Form von festen Partikeln einzubringen.In another variant, it is conceivable to introduce the salt in the form of solid particles into the housing of the later reference electrode, which may be formed of quartz glass, for example.

Dabei kann das Salz in eine Kammer des Gehäuses oder in eine innerhalb des Gehäuses angeordnete Form eingebracht werden. Das Gehäuse besteht vorteilhaft auch in dieser Verfahrensvariante aus Quarzglas. Anschließend wird das Salz in dem Gehäuse aufgeheizt und aufgeschmolzen. Dies kann in einem Ofen mit den zuvor beschriebenen Mitteln erfolgen. Nach dem Aufschmelzen kann die Salzschmelze mit den zuvor beschriebenen Mitteln wieder abgekühlt werden, so dass sie innerhalb des Gehäuses zu einem Formkörper erstarrt. Im Falle, dass die Salzpartikel zuvor in eine in einer Kammer des Gehäuses angeordnete Form eingebracht wurden, kann diese optional nach dem Erstarren der Salzschmelze wieder entfernt werden.In this case, the salt can be introduced into a chamber of the housing or into a form arranged within the housing. The housing is advantageously also in this process variant of quartz glass. Subsequently, the salt is heated in the housing and melted. This can be done in an oven with the means described above. After melting, the salt melt can be cooled again with the means described above, so that it solidifies within the housing to form a molded body. In the case that the salt particles were previously introduced into a arranged in a chamber of the housing mold, this can optionally be removed after the solidification of the molten salt again.

Nach dem Erstarren des Formkörpers (3, 4) bzw. der vielen Formkörper (5) wird dieser bzw. werden diese zum Schutz vor Umwelteinflüssen unter Vakuum oder unter einer trockenen Atmosphäre, insbesondere unter Schutzgas, vorteilhaft luftdicht verpackt. Dies ist besonders vorteilhaft bei hygroskopischen Salzen, wie z.B. Kaliumchlorid, die dazu neigen, Wasser aus der Atmosphäre aufzunehmen. Vorteilhaft kann deshalb auch das ganze Verfahren zur Herstellung eines oder einer Vielzahl von Formkörpern unter einer Schutzgasatmosphäre durchgeführt werden.After the solidification of the shaped body ( 3 . 4 ) or the many shaped bodies ( 5 ) This or these are for protection against environmental influences under vacuum or under a dry atmosphere, especially under inert gas, advantageously airtight packaged. This is particularly advantageous with hygroscopic salts, such as potassium chloride, which tend to pick up water from the atmosphere. Advantageously, therefore, the entire process for producing one or a plurality of moldings can be carried out under a protective gas atmosphere.

In 6 ist ein Beispiel eines Formkörpers 8 dargestellt, der zur Verwendung als Elektrolytsalzvorrat in einer Bezugselektrode nach dem in 1 oder nach dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel geeignet ist. Der Formkörper 8 ist zylindrisch mit kreisförmiger Zylindergrundfläche ausgestaltet. Er besitzt eine Rotationssymmetrieachse A. Die Längserstreckung L des Formkörpers 8 entspricht der entlang dieser Rotationssymmetrieachse A gemessenen Länge. Der Formkörper 8 weist weiterhin einen Durchmesser D auf, der im vorliegenden Beispiel der Durchmesser einer senkrecht zur Rotationssymmetrieachse A verlaufenden Querschnittsfläche des Formkörpers, insbesondere der Zylindergrundfläche, ist. Der Durchmesser D verläuft durch den Schnittpunkt S der Zylindergrundfläche. Das Verhältnis L:D der Längserstreckung L des Formkörpers 8 zum Durchmesser D beträgt beispielsweise mindestens 5:1, bevorzugt mindestens 10:1.In 6 is an example of a molded article 8th shown for use as electrolyte salt reservoir in a reference electrode according to the in 1 or after the in 2 illustrated embodiment is suitable. The molded body 8th is cylindrical with a circular cylinder base area configured. It has a rotational symmetry axis A. The longitudinal extent L of the molding 8th corresponds to the length measured along this rotational symmetry axis A. The molded body 8th furthermore has a diameter D, which in the present example is the diameter of a cross-sectional area of the shaped body, in particular the cylinder base area, perpendicular to the rotational symmetry axis A. The diameter D passes through the intersection S of the cylinder base area. The ratio L: D of the longitudinal extent L of the molding 8th for example, the diameter D is at least 5: 1, preferably at least 10: 1.

Es sind vielfache andere geometrische Ausgestaltungen eines derartigen zur Verwendung in einer Bezugselektrode nach dem in 1 oder nach dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel geeigneten Formkörpers denkbar. Beispielsweise kann der Formkörper als Zylinder mit nicht-kreisförmiger Grundfläche oder als Prisma ausgestaltet sein. Der Formkörper kann auch als Ring ausgestaltet sein.There are many other geometrical configurations of such for use in a reference electrode after in 1 or after the in 2 illustrated embodiment suitable shaped body conceivable. For example, the shaped body can be designed as a cylinder with a non-circular base area or as a prism. The molded body can also be configured as a ring.

In 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Formkörpers 8 aus Elektrolytsalz dargestellt, der als Rinne ausgestaltet ist. Diese Ausgestaltung eignet sich gut für die Anwendung in einer Bezugselektrode einer potentiometrischen Einstabmesskette wie der in 2 dargestellten. Die Rinne kann in diesem Fall so ausgestaltet und angeordnet sein, dass sie einen Teil des inneren rohrförmigen Gehäuseteils 13, das die Wandung der Messelektrode bildet, umgibt. In 7 is another embodiment of a shaped body 8th represented by electrolyte salt, which is designed as a groove. This embodiment is well suited for use in a reference electrode of a potentiometric combination electrode like the one in FIG 2 shown. The channel may in this case be configured and arranged to form part of the inner tubular housing part 13 , which forms the wall of the measuring electrode, surrounds.

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • „Das Arbeiten mit ionenselektiven Elektroden“, K. Cammann, H. Galster, Springer, 1996 [0004] "Working with Ion-Selective Electrodes", K. Cammann, H. Galster, Springer, 1996 [0004]

Claims (14)

Verfahren zum Herstellen eines Formkörpers (8, 18) umfassend: – Einbringen einer, insbesondere einer aus einem oder mehreren Salzen gebildeten, Salzschmelze (32, 42) in eine Form (33, 43, 53); und – Erstarrenlassen der Salzschmelze (32, 42) unter Bildung des, insbesondere einstückigen, Formkörpers (8, 18) in der Form (33, 43, 53).Method for producing a shaped article ( 8th . 18 ) comprising: introducing a salt melt, in particular a salt melt formed from one or more salts ( 32 . 42 ) into a form ( 33 . 43 . 53 ); and - solidification of the molten salt ( 32 . 42 ) to form the, in particular one-piece, shaped body ( 8th . 18 ) in the shape ( 33 . 43 . 53 ). Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Einbringen der Salzschmelze (32, 42) in die Form umfasst: – Erzeugen der Salzschmelze (32) durch Schmelzen eines in Form eines oder mehrerer fester Partikel vorliegenden Salzes, insbesondere eines Halogenidsalzes, oder mehrerer in Form eines oder mehrerer fester Partikel vorliegenden Salze, insbesondere mehrerer Halogenidsalze; und – Gießen der Salzschmelze (32) in die Form (33).Process according to claim 1, wherein the introduction of the molten salt ( 32 . 42 ) in the form of: - generating the molten salt ( 32 ) by melting a salt present in the form of one or more solid particles, in particular a halide salt, or several salts present in the form of one or more solid particles, in particular a plurality of halide salts; and - pouring the molten salt ( 32 ) in the form ( 33 ). Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Einbringen der Salzschmelze (32, 42) in die Form umfasst: – Einbringen eines in Form eines oder mehrerer fester Partikel (41) vorliegenden Salzes, insbesondere eines Halogenidsalzes, oder mehrerer in Form eines oder mehrerer fester Partikel vorliegenden Salze, insbesondere mehrerer Halogenidsalze, in die Form (43); und – Schmelzen des Salzes oder der mehreren Salze in der Form (43).Process according to claim 1, wherein the introduction of the molten salt ( 32 . 42 ) in the form of: introducing one in the form of one or more solid particles ( 41 ) present salt, in particular a halide salt, or more present in the form of one or more solid particles salts, in particular a plurality of halide salts, in the form ( 43 ); and - melting the salt or salts in the mold ( 43 ). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiter umfassend: – Entfernen der Form (33, 43, 53) nach dem Erstarren der Salzschmelze unter Bildung des Formkörpers.Method according to one of claims 1 to 3, further comprising: - removing the mold ( 33 . 43 . 53 ) after solidification of the molten salt to form the shaped body. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Form (53) in einem Grundkörper (54) gebildet ist, in welchem eine Vielzahl weiterer gleichartiger Formen (53) gebildet sind, und wobei die Salzschmelze aus einem automatisch schwenkbaren Tiegel, insbesondere in einem einzigen Arbeitsschritt, in die Formen (53) gegossen wird.Method according to one of claims 1 to 4, wherein the mold ( 53 ) in a basic body ( 54 ) is formed in which a plurality of other similar forms ( 53 ), and wherein the molten salt from an automatically pivoting crucible, in particular in a single step, in the forms ( 53 ) is poured. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Temperatur der Salzschmelze (32, 42) und/oder der Form (33, 43, 53), insbesondere beim Erstarrenlassen, nach einem vorgegebenen Temperaturprofil gesteuert oder geregelt wird. Method according to one of claims 1 to 5, wherein the temperature of the molten salt ( 32 . 42 ) and / or the shape ( 33 . 43 . 53 ), in particular when solidifying, is controlled or regulated according to a predetermined temperature profile. Bezugselektrode (1, 11), umfassend: – ein Gehäuse (2, 17), in dem ein Bezugselektrolyt (3, 20) aufgenommen ist, welcher ein Elektrolytsalz, insbesondere ein Alkalimetallhalogenidsalz, umfasst; – ein den Bezugselektrolyten (3, 20) kontaktierendes, elektrisch leitendes Bezugselement (4, 19); – eine in einer Wand des Gehäuses (2, 17) angeordnete Überführung (6, 21), über die der Bezugselektrolyt (3, 20) mit einem das Gehäuse (2, 17) umgebenden Medium in elektrolytischem Kontakt steht; und – einen in dem Gehäuse (2, 17) enthaltenen Elektrolytsalzvorrat; wobei der Elektrolytsalzvorrat mindestens einen aus mindestens einem Salz, insbesondere dem Elektrolytsalz, bestehenden Formkörper (8, 18), hergestellt nach dem Verfahren der Ansprüche 1 bis 6, umfasst.Reference electrode ( 1 . 11 ), comprising: - a housing ( 2 . 17 ), in which a reference electrolyte ( 3 . 20 ) which comprises an electrolyte salt, in particular an alkali metal halide salt; - a reference electrolyte ( 3 . 20 ) contacting, electrically conductive reference element ( 4 . 19 ); - one in a wall of the housing ( 2 . 17 ) arranged transfer ( 6 . 21 ), via which the reference electrolyte ( 3 . 20 ) with a housing ( 2 . 17 ) surrounding medium is in electrolytic contact; and - one in the housing ( 2 . 17 ) containing electrolyte salt; wherein the electrolyte salt stock comprises at least one shaped body consisting of at least one salt, in particular the electrolyte salt ( 8th . 18 ) prepared according to the process of claims 1 to 6. Bezugselektrode (1, 11) nach Anspruch 7, wobei der Formkörper (8, 18) eine Längserstreckung (L) aufweist, die größer ist als ein senkrecht zu dieser Längserstreckung (L) verlaufender maximaler Durchmesser (D, Dmax), insbesondere Außendurchmesser, des Formkörpers (8, 18).Reference electrode ( 1 . 11 ) according to claim 7, wherein the shaped body ( 8th . 18 ) has a longitudinal extent (L) which is greater than a maximum diameter (D, D max ), in particular outer diameter, of the shaped body extending perpendicular to this longitudinal extent (L) ( 8th . 18 ). Bezugselektrode nach Anspruch 7 oder 8, wobei in dem Gehäuse eine den Bezugselektrolyten (3, 20) enthaltende Gehäusekammer gebildet ist, und wobei das Bezugselement (4, 19) mit einer außerhalb der Gehäusekammer angeordneten elektrischen Kontaktstelle (7, 23) elektrisch leitend verbunden ist, und so weit in die Gehäusekammer hineinragt, dass ein Abschnitt des Bezugselements (4, 19) in den in der Gehäusekammer aufgenommen Bezugselektrolyten (3, 20) eintaucht.Reference electrode according to claim 7 or 8, wherein in the housing a reference electrolyte ( 3 . 20 ) housing body is formed, and wherein the reference element ( 4 . 19 ) with an outside of the housing chamber arranged electrical contact point ( 7 . 23 ) is electrically conductively connected, and protrudes so far into the housing chamber, that a portion of the reference element ( 4 . 19 ) in the reference electrolyte accommodated in the housing chamber ( 3 . 20 immersed). Bezugselektrode (1, 11) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei der Formkörper (8, 18) derart innerhalb der Gehäusekammer angeordnet ist, dass seine Längserstreckung mindestens über 50%, vorzugsweise mindestens über 70%, besonders bevorzugt mindestens über 90%, der Länge des in den Bezugselektrolyten (3, 20) eintauchenden Abschnitts des Bezugselements (4, 19), insbesondere parallel zum Bezugselement (4, 19), verläuft.Reference electrode ( 1 . 11 ) according to one of claims 7 to 9, wherein the shaped body ( 8th . 18 ) is arranged within the housing chamber such that its longitudinal extension is at least over 50%, preferably at least over 70%, particularly preferably at least over 90%, of the length of the reference electrolyte ( 3 . 20 ) dipping portion of the reference element ( 4 . 19 ), in particular parallel to the reference element ( 4 . 19 ), runs. Verfahren zum Herstellen einer Bezugselektrode (1, 11), insbesondere nach einem der Ansprüche 7 bis 10, umfassend: – Einbringen eines mittels des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 hergestellten Formkörpers (8, 18) in ein Bezugselektrodengehäuse (2, 17); – Einbringen mindestens eines Abschnitts eines elektrisch leitfähigen Bezugselements (4, 19) in das Bezugselektrodengehäuse (2, 17); und – Einbringen eines Bezugselektrolyten (3, 20) in das Bezugselektrodengehäuse (2, 17), so dass mindestens ein Abschnitt des Bezugselements (4, 19) und mindestens ein Abschnitt des Formkörpers (8, 18) mit dem Bezugselektrolyten (3, 20) in Kontakt stehen.Method for producing a reference electrode ( 1 . 11 ), in particular according to one of claims 7 to 10, comprising: - introducing a shaped body produced by means of the method according to one of claims 1 to 6 ( 8th . 18 ) in a reference electrode housing ( 2 . 17 ); Inserting at least a portion of an electrically conductive reference element ( 4 . 19 ) in the reference electrode housing ( 2 . 17 ); and - introducing a reference electrolyte ( 3 . 20 ) in the reference electrode housing ( 2 . 17 ), so that at least a portion of the reference element ( 4 . 19 ) and at least a portion of the shaped body ( 8th . 18 ) with the reference electrolyte ( 3 . 20 ) stay in contact. Verfahren nach Anspruch 11, wobei eine Salzschmelze zur Herstellung des Formkörpers in das Bezugselektrodengehäuse oder in eine innerhalb des Bezugselektrodengehäuses angeordnete, insbesondere als verlierbare Form ausgestaltete, Form gegossen und in der Form erstarren gelassen wird.A method according to claim 11, wherein a molten salt for producing the shaped body is arranged in the reference electrode housing or in a housing disposed within the reference electrode housing. designed in particular as a losbarer form, poured mold and allowed to solidify in the mold. Elektrochemischer Sensor (10) umfassend eine Bezugselektrode (11) nach einem der Ansprüche 7 bis 10.Electrochemical sensor ( 10 ) comprising a reference electrode ( 11 ) according to one of claims 7 to 10. Elektrochemischer Sensor (10) nach Anspruch 13, weiter umfassend mindestens eine weitere Elektrode (12), insbesondere eine ionenselektive Elektrode, und eine mit der Bezugselektrode (11) und der weiteren Elektrode (12) in elektrisch leitfähigem Kontakt stehende Messschaltung (25).Electrochemical sensor ( 10 ) according to claim 13, further comprising at least one further electrode ( 12 ), in particular an ion-selective electrode, and one with the reference electrode ( 11 ) and the further electrode ( 12 ) in electrically conductive measuring circuit ( 25 ).
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