DE102016116452B4 - SIP measuring cell - Google Patents

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Abstract

SIP-Messzelle, umfassend einen Probenhalter (D1) mit einem Aufnahmeabschnitt zum Aufnehmen einer Probe, einen ersten Messelektrodenhalter (C2) mit einer in diesem aufgenommenen ersten Messelektrode (C4) und einen zweiten Messelektrodenhalter (C2') mit einer in diesem aufgenommenen zweiten Messelektrode (C4'), wobei Probenhalter (D1), erster Messelektrodenhalter (C2) und zweiter Messelektrodenhalter (C2') jeweils durch separate Module gebildet werden, die aneinander befestigt und voneinander getrennt werden können, wobei der Probenhalter (D1) so dimensioniert ist, dass er in einen Aufnahmeabschnitt der Messelektrodenhalter (C2, C2') eingesteckt werden kann.SIP measuring cell, comprising a sample holder (D1) with a receiving section for receiving a sample, a first measuring electrode holder (C2) with a first measuring electrode (C4) received therein and a second measuring electrode holder (C2') with a second measuring electrode (C4') received therein, wherein the sample holder (D1), first measuring electrode holder (C2) and second measuring electrode holder (C2') are each formed by separate modules which can be attached to and separated from one another, wherein the sample holder (D1) is dimensioned such that it can be inserted into a receiving section of the measuring electrode holders (C2, C2').

Description

Die Erfindung betrifft eine SIP-Messzelle nach Anspruch 1, ein Set umfassend eine SIP-Messzelle, ein SIP-Messverfahren, ein Verfahren zur Herstellung einer SIP-Messzelle sowie die Verwendung einer SIP-Messzelle.The invention relates to a SIP measuring cell according to claim 1, a set comprising a SIP measuring cell, a SIP measuring method, a method for producing a SIP measuring cell and the use of a SIP measuring cell.

Eine SIP-Messzelle ist beispielsweise aus DE 10 2006 014 066 B3 bekannt. Hierbei steht „SIP“ für „Spektrale Induzierte Polarisation“. Bei einer SIP-Messzelle handelt es sich um eine Vorrichtung zur Bestimmung frequenzabhängiger, insbesondere komplexer elektrischer Eigenschaften von Proben (beispielsweise Gesteinen oder festen Baustoffen) mittels einer 4-Punkt-Anordnung. Der spezifische elektrische Widerstand wird seit Längerem in der Gesteins- und Bohrlochgeophysik zur Bestimmung und Charakterisierung leitfähiger Strukturen und Materialien verwendet. Die spektrale induzierte Polarisation (SIP) zielt dabei insbesondere auf die komplexen elektrischen Eigenschaften (im niederfrequenten Bereich) ab. Mittels SIP ist eine erweiterte Gesteinscharakterisierung hinsichtlich der elektrischen und/oder hydraulischen Leitfähigkeit und/oder von Porenstrukturen und/oder von Grenzflächenprozessen eines (Mineral-) Matrix-Porenfluid-Systems möglich.A SIP measuring cell is made of EN 10 2006 014 066 B3 known. “SIP” stands for “spectral induced polarization”. A SIP measuring cell is a device for determining frequency-dependent, particularly complex electrical properties of samples (e.g. rocks or solid building materials) using a 4-point arrangement. The specific electrical resistance has long been used in rock and borehole geophysics to determine and characterize conductive structures and materials. Spectral induced polarization (SIP) is particularly aimed at the complex electrical properties (in the low frequency range). SIP enables an extended rock characterization with regard to the electrical and/or hydraulic conductivity and/or pore structures and/or interface processes of a (mineral) matrix-pore fluid system.

Die spektral induzierte Polarisation (SIP) zählt zu den geoelektrischen Methoden der angewandten Geophysik. Sie wird sowohl für Messungen im Gelände als auch für Messungen im Labor verwendet. Dabei wird über Einspeiseelektroden ein Signal mit vorbestimmter Form (oftmals sinus- oder rechteckförmig) in den Untergrund bzw. die Probe eingespeist, während über Messelektroden ein elektrisches Potential abgegriffen wird. SIP-Messungen werden typischerweise in einem Frequenzbereich von 1-2 mHz bis zu einigen kHz (z.B. bis zu 20kHz oder bis zu 100 kHz) durchgeführt. Aufgrund der Polarisationseigenschaften der Probe (z.B. Gestein oder Untergrund) kommt es zu einer Phasenverschiebung (die beispielsweise in mrad = Milliradiant gemessen werden kann) zwischen dem eingespeisten Strom und dem gemessenen Spannungssignal. Über die Ursachen des Polarisationseffektes existieren inzwischen etablierte Modelle, die zu dessen Erklärung herangezogen werden können (Membranpolarisation sowie Elektrodenpolarisation).Spectrally induced polarization (SIP) is one of the geoelectrical methods of applied geophysics. It is used for measurements in the field as well as for measurements in the laboratory. A signal with a predetermined shape (often sinusoidal or rectangular) is fed into the subsurface or sample via feed electrodes, while an electrical potential is tapped via measuring electrodes. SIP measurements are typically carried out in a frequency range from 1-2 mHz to several kHz (e.g. up to 20 kHz or up to 100 kHz). Due to the polarization properties of the sample (e.g. rock or subsurface), a phase shift (which can be measured in mrad = milliradians, for example) occurs between the fed-in current and the measured voltage signal. There are now established models for the causes of the polarization effect that can be used to explain it (membrane polarization and electrode polarization).

Um aus den SIP-Daten Korrelationen mit anderen gesteinsphysikalischen Größen oder Abschätzungen (z.B. über die Porosität oder den Mineral- und Tongehalt) durchführen zu können, sind (üblicherweise) mehrere Messungen erforderlich. In Kombination mit klassischer, interdisziplinärer Labor- und Feldanalytik (z.B. mineralogische Untersuchungen, hydrogeologische Untersuchungen, Feld-Geophysik) kann dann ggf. ein empirischer Zusammenhang zwischen den Modellvorstellungen und gemessenen Gesteinskenndaten hergestellt werden.In order to be able to correlate the SIP data with other rock physical quantities or estimates (e.g. regarding porosity or mineral and clay content), several measurements are (usually) required. In combination with classic, interdisciplinary laboratory and field analysis (e.g. mineralogical investigations, hydrogeological investigations, field geophysics), an empirical connection can then be established between the model ideas and measured rock characteristics.

Die üblichen SIP-Messzellen, wie beispielsweise gemäß DE 10 2006 014 066 B3 , oder gemäß der ähnlich konzipierten DE 42 08 953 A1 , erfordern jedoch einen nicht unerheblichen Aufwand zur Durchführung der Messung.The usual SIP measuring cells, such as those according to EN 10 2006 014 066 B3 , or according to the similarly designed DE 42 08 953 A1 , but require a considerable amount of effort to carry out the measurement.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine SIP-Messzelle sowie ein SIP-Messverfahren vorzuschlagen, wobei eine Messung vergleichsweise einfach durchführbar sein soll.It is therefore an object of the present invention to propose a SIP measuring cell and a SIP measuring method, wherein a measurement should be comparatively easy to carry out.

Diese Aufgabe wird insbesondere durch eine SIP-Messzelle nach Anspruch 1 gelöst.This object is achieved in particular by a SIP measuring cell according to claim 1.

Gemäß einem Kerngedanken der Erfindung ist der Probenhalter so ausgebildet, dass er an die aufzunehmende Probe angepasst werden kann. Im Stand der Technik (wie beispielsweise DE 10 2006 014 066 B3 ) werden demgegenüber unflexible (starre) Probenhalter eingesetzt und die Probe (hinsichtlich Größe und Material bzw. Geometrie) angepasst (z.B. durch Zuschneiden oder Sägen). According to a core idea of the invention, the sample holder is designed in such a way that it can be adapted to the sample to be held. In the prior art (such as EN 10 2006 014 066 B3 ), inflexible (rigid) sample holders are used and the sample is adapted (in terms of size and material or geometry) (e.g. by cutting or sawing).

Insbesondere aufgrund dieses Anpassungsprozesses sind Messverfahren unter Verwendung von SIP-Messzellen gemäß dem Stand der Technik vergleichsweise aufwändig, insbesondere zeitaufwändig. Ein Nachteil ist auch darin zu sehen, dass die Probe „modifiziert“ werden muss und damit prinzipiell „verfälscht“ wird. Erfindungsgemäß wurde dabei auch erkannt, dass dieses Anpassen der Probe deswegen besonders aufwändig ist, da die Probe zur Durchführung einer präzisen Messung möglichst exakt an die entsprechende Probenaufnahme angepasst werden muss, da ansonsten Ströme in einem Zwischenraum zwischen Probe und Innenwandung der Probenaufnahme (bzw. des Probenhalters) fließen und das Messergebnis (mitunter erheblich) verfälschen können. Dabei ist zu berücksichtigen, dass der Elektrolyt in einem solchen Zwischenraum üblicherweise deutlich besser leitet als die zu vermessende Probe, was eben zu erheblichen Fehlern führen kann. Ein grundsätzlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt also darin, dass abweichend vom bisherigen Vorgehen nicht mehr die Probe an die SIP-Messzelle angepasst wird, sondern umgekehrt, die SIP-Messzelle und insbesondere der Probenhalter an die Probe.Due to this adaptation process in particular, measurement methods using SIP measuring cells according to the state of the art are comparatively complex, and in particular time-consuming. Another disadvantage is that the sample has to be "modified" and is thus essentially "falsified". According to the invention, it was also recognized that this adaptation of the sample is particularly complex because the sample has to be adapted as precisely as possible to the corresponding sample holder in order to carry out a precise measurement, otherwise currents flow in a gap between the sample and the inner wall of the sample holder (or the sample holder) and can falsify the measurement result (sometimes considerably). It must be taken into account that the electrolyte in such a gap usually conducts much better than the sample to be measured, which can lead to considerable errors. A fundamental aspect of the present invention is therefore that, in contrast to the previous procedure, the sample is no longer adapted to the SIP measuring cell, but rather the other way around, the SIP measuring cell and in particular the sample holder to the sample.

Grundsätzlich kann der Aufnahmeabschnitt hinsichtlich einer Querschnittsform veränderbar sein (also beispielsweise von kreisrund zu elliptisch oder vieleckig, insbesondere viereckig). Alternativ oder zusätzlich kann (ggf. unter Beibehaltung der Querschnittsform) ein Durchmesser des Aufnahmeabschnitts vergrößer- und/oder verkleinerbar sein. In jedem Fall kann der Aufnahmeabschnitt an die Probe angepasst werden.In principle, the receiving section can be changed in terms of a cross-sectional shape (for example from circular to elliptical or polygonal, in particular square). Alternatively or additionally (if necessary while maintaining the cross-sectional shape) a diameter of the receiving section can be increased and/or reduced. In In any case, the recording section can be adapted to the sample.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird zur Lösung der obigen Aufgabe insbesondere eine SIP-Messzelle (vorzugsweise der oben beschriebenen Art) vorgeschlagen, umfassend einen Probenhalter (insbesondere den obigen Probenhalter) mit einem Aufnahmeabschnitt (insbesondere dem obigen Aufnahmeabschnitt) zum Aufnehmen der Probe, einen ersten Messelektrodenhalter mit einer in diesen aufgenommenen ersten Messelektrode und einen zweiten Messelektrodenhalter mit einer in diesem aufgenommenen zweiten Messelektrode, wobei Probenhalter, erster Messelektrodenhalter und zweiter Messelektrodenhalter jeweils durch separate Module gebildet werden, die aneinander befestigt und voneinander getrennt werden können. Ein Kerngedanke dieses Aspekts liegt in der modulartigen Ausbildung der SIP-Messzelle. Verschiedene Module sind grundsätzlich auch in der DE 10 2006 014 066 B3 beschrieben. Dort wurde jedoch nicht in Betracht gezogen, Probenhalter sowie einen ersten und zweiten Messelektrodenhalter vorzusehen, die jeweils als (separierbare) Module ausgebildet sind. Ganz im Gegenteil wurde ein modulartiger Aufbau vorgeschlagen, bei dem die Messelektroden zwischen den einzelnen Modulen angeordnet sind, so dass diese entsprechend (wenn sie denn beschädigt sind) ausgetauscht werden können. Im vorliegenden Fall geht es demgegenüber darum, dass der gesamte Probenhalter bzw. Messelektrodenhalter austauschbar ist. In den Messelektrodenhaltern ist dabei die jeweilige Messelektrode (integral) angeordnet. Die Messelektrode wird also (alleine) durch den entsprechenden Messelektrodenhalter gehalten und nicht zwischen zwei Flanschen, wie im Stand der Technik. Dabei sind die separaten Module an- oder ineinander steckbar. Beispielsweise ist der Probenhalter so dimensioniert , dass er in einen entsprechenden Aufnahmeabschnitt des ersten und/oder zweiten Messelektrodenhalters eingesteckt werden kann. Der erste und/oder zweite Messelektrodenhalter ist vorzugsweise (abgesehen von den Messelektroden und elektrischen Anschlüssen und Verbindungen für die Messelektroden) einstückig, insbesondere monolithisch ausgebildet. Der Probenhalter (insbesondere die Probenmanschette) kann vorzugsweise aus einem einstückigen (monolithischen) Körper oder zwei einstückigen (monolithischen) Körpern bestehen, beispielsweise einer (insbesondere elastischen) Hülse und einer die Hülse umgebenden Zustelleinrichtung. Insgesamt folgt auch der zweite Aspekt dem Grundgedanken der Erfindung, nämlich die SIP-Messzelle an die Probe anzupassen und nicht umgekehrt. Durch die modulartige Ausbildung kann dies besonders einfach erfolgen, da (bei zunächst „unpassender“ Probe) einfach das entsprechende Modul (beispielsweise der Probenhalter) entfernt werden kann und mit einem passenden Modul ersetzt werden kann. Insgesamt kann dadurch effektiv und auf einfache Weise eine SIP-Messung erfolgen.According to one aspect of the invention, in order to achieve the above object, a SIP measuring cell (preferably of the type described above) is proposed, comprising a sample holder (in particular the above sample holder) with a receiving section (in particular the above receiving section) for receiving the sample, a first measuring electrode holder with a first measuring electrode received therein and a second measuring electrode holder with a second measuring electrode received therein, wherein the sample holder, first measuring electrode holder and second measuring electrode holder are each formed by separate modules that can be attached to one another and separated from one another. A core idea of this aspect lies in the modular design of the SIP measuring cell. Different modules are basically also in the EN 10 2006 014 066 B3 described. However, there was no consideration of providing sample holders and a first and second measuring electrode holder, each designed as (separable) modules. On the contrary, a modular structure was proposed in which the measuring electrodes are arranged between the individual modules so that they can be replaced accordingly (if they are damaged). In the present case, on the other hand, the aim is that the entire sample holder or measuring electrode holder is replaceable. The respective measuring electrode is arranged (integrally) in the measuring electrode holders. The measuring electrode is therefore held (alone) by the corresponding measuring electrode holder and not between two flanges, as in the prior art. The separate modules can be plugged into or into one another. For example, the sample holder is dimensioned so that it can be plugged into a corresponding receiving section of the first and/or second measuring electrode holder. The first and/or second measuring electrode holder is preferably (apart from the measuring electrodes and electrical connections and connections for the measuring electrodes) in one piece, in particular monolithic. The sample holder (in particular the sample sleeve) can preferably consist of a one-piece (monolithic) body or two one-piece (monolithic) bodies, for example a (in particular elastic) sleeve and a feed device surrounding the sleeve. Overall, the second aspect also follows the basic idea of the invention, namely adapting the SIP measuring cell to the sample and not the other way around. The modular design makes this particularly easy to do, since (if the sample is initially "unsuitable") the corresponding module (for example the sample holder) can simply be removed and replaced with a suitable module. Overall, this means that a SIP measurement can be carried out effectively and easily.

Der Aufnahmeabschnitt (z.B. eine Aufnahmehülse) kann zumindest teilweise aus einem elektrisch isolierenden Material gefertigt sein. Ein spezifischer Widerstand des isolierenden Materials beträgt vorzugsweise mehr als 106 Ω * m, weiter vorzugsweise mehr als 1010 Ω * m, weiter vorzugsweise mehr als 1012 Ω * m, ggf. mehr als 1016 Ω * m. Vorzugsweise ist der Aufnahmeabschnitt aus einem chemisch inerten Material gebildet.The receiving section (eg a receiving sleeve) can be made at least partially from an electrically insulating material. A specific resistance of the insulating material is preferably more than 10 6 Ω * m, more preferably more than 10 10 Ω * m, more preferably more than 10 12 Ω * m, possibly more than 10 16 Ω * m. The receiving section is preferably made from a chemically inert material.

Besonders bevorzugt ist der Aufnahmeabschnitt aus einem elastischen Material, insbesondere Gummi, vorzugsweise Silikon-Kautschuk, gebildet. Ein E-Modul des elastischen Materials ist vorzugsweise kleiner als 100 N/mm2, weiter vorzugsweise kleiner als 50 N/mm2, noch weiter vorzugsweise kleiner als 20 N/mm2. Der E-Modul kann weiterhin einen Mindestwert von 1 N/mm2, vorzugsweise 4 N/mm2 aufweisen. Durch einen derartigen elastischen Aufnahmeabschnitt kann effektiv eine Anpassung des Aufnahmeabschnitts an die Probe erfolgen. Wenn die Probe beispielsweise etwas größer im Durchmesser ist als der Innendurchmesser des Aufnahmeabschnitts (in einem entspannten Zustand), kann der Aufnahmeabschnitt durch Dehnen an die Probe auf einfache Art und Weise angepasst werden. Wenn die Probe beispielsweise im Durchmesser etwas kleiner ist als der Innendurchmesser des Aufnahmeabschnitts, kann der Aufnahmeabschnitt durch Zusammendrücken (beispielweise mit einer Schelleneinrichtung) an die Probe angepasst werden. In jedem Fall können Zwischenräume zwischen Innenwand des Aufnahmeabschnitts und Probe vermieden (oder zumindest deutlich reduziert werden) werden, so dass der Strom durch die Probe laufen muss.The receiving section is particularly preferably made of an elastic material, in particular rubber, preferably silicone rubber. The elastic material's modulus of elasticity is preferably less than 100 N/mm 2 , more preferably less than 50 N/mm 2 , even more preferably less than 20 N/mm 2 . The modulus of elasticity can also have a minimum value of 1 N/mm 2 , preferably 4 N/mm 2 . Such an elastic receiving section can effectively adapt the receiving section to the sample. If the sample is, for example, slightly larger in diameter than the inner diameter of the receiving section (in a relaxed state), the receiving section can be adapted to the sample in a simple manner by stretching. If the sample is, for example, slightly smaller in diameter than the inner diameter of the receiving section, the receiving section can be adapted to the sample by compressing it (for example with a clamp device). In any case, gaps between the inner wall of the receiving section and the sample can be avoided (or at least significantly reduced), so that the current has to run through the sample.

Insgesamt kann auf schnelle Art und Weise eine zuverlässige Messung erfolgen.Overall, a reliable measurement can be carried out quickly.

Ein Innenquerschnitt des Aufnahmeabschnitts kann (im entspannten Zustand) (kreis-) zylindrisch sein. Dadurch kann eine einfache Anpassung an die Probe erfolgen.An inner cross-section of the receiving section can be (circularly) cylindrical (in the relaxed state). This allows for easy adaptation to the sample.

Der Probenhalter umfasst vorzugsweise ein Zustelleinrichtung, insbesondere eine Schelleneinrichtung, wie vorzugsweise eine Schlauchschelleneinrichtung, um eine radial nach innen gerichtete Druckbeaufschlagung des Aufnahmeabschnitts bewirken zu können. Die Zustelleinrichtung kann im Allgemeinen ein (umlaufendes) Band, insbesondere Metall-Band aufweisen, das eine Schlaufe bilden kann, deren Größe durch eine entsprechende Verstelleinrichtung (z.B. umfassend eine Verstellschraube) angepasst werden kann. Insbesondere ist der Probenhalter als Gummimanschette (also mit einem zylindrischen Gummikörper und mindestens einer den Gummikörper umlaufende Zustelleinrichtung, insbesondere umfassend ein Metallband) ausgebildet. In jedem Fall kann eine einfache Anpassung des Probenhalters an die Probe erfolgen. Dadurch wird die Messung vereinfacht.The sample holder preferably comprises an infeed device, in particular a clamp device, such as preferably a hose clamp device, in order to be able to effect a radially inwardly directed pressure loading of the receiving section. The infeed device can generally have a (circumferential) band, in particular a metal band, which can form a loop, the size of which can be adjusted by a corresponding adjustment device (e.g. comprising an adjustment screw). In particular, the sample holder is designed as a rubber sleeve (i.e. with a cylindrical rubber body and at least one feed device running around the rubber body, in particular comprising a metal band). In any case, the sample holder can be easily adapted to the sample. This simplifies the measurement.

Vorzugsweise ist eine erste Einspeiseelektroden-Aufnahmeeinrichtung, insbesondere ein erster, vorzugsweise mit einem Deckel zumindest teilweise verschließbarer und/oder zumindest teilweise transparenter, Elektrolyttank, mit einer und/oder zur Aufnahme einer ersten Einspeiseelektrode vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich kann eine zweite Einspeiseelektroden-Aufnahmeeinrichtung, insbesondere ein zweiter, vorzugsweise mit einem Deckel zumindest teilweise verschließbarer und/oder zumindest teilweise transparenter, Elektrolyttank, mit einer und/oder zur Aufnahme einer zweiten Einspeiseelektrode vorgesehen sein. Im Allgemeinen können erste und/oder zweite Einspeiseelektrode jedoch auch anderweitig vorgesehen und angeordnet sein. Vorzugsweise ist/sind der erste und/oder zweite Elektrolyttank vollständig transparent ausgebildet. Ein ggf. vorgesehener Deckel des ersten und/oder zweiten Elektrolyttanks kann ggf. (insbesondere vollständig) transparent ausgebildet sein. Erster und/oder zweiter Elektrolyttank können (zumindest im Wesentlichen) quaderförmig ausgebildet sein. Erster und/oder zweiter Elektrolyttank können eine (plane) Bodenfläche aufweisen, auf der dieser/diese auf einen Untergrund abgestellt werden können kann/können. Der Deckel des ersten und/oder zweiten Elektrolyttanks kann so ausgebildet sein, dass er eine Oberseite des Elektrolyttanks vollständig oder zumindest zu 50 % oder 70 % abdeckt (mit anderen Worten also vergleichsweise groß ausgebildet ist). Dadurch kann auf einfache Art und Weise ein Befüllen des jeweiligen Tanks mit Elektrolyt erfolgen bzw. ein Austausch der Einspeiseelektroden erfolgen. Eine der Probe zugewandte Wand des ersten und/oder zweiten Elektrolyttanks kann eine (insbesondere kreisförmige) Öffnung zur Aufnahme des ersten bzw. zweiten Messelektrodenhalters aufweisen. Eine Höhe des ersten und/oder zweiten Elektrolyttanks kann vorzugsweise mindestens 1,5mal, noch weiter vorzugsweise mindestens 2mal so hoch sein wie eine Höhe des ersten Messelektrodenhalters und/oder des zweiten Messelektrodenhalters und/oder des Probenhalters. Die erste und/oder zweite Einspeiseelektrode ist vorzugsweise lösbar in der entsprechenden Einspeiseelektroden-Aufnahmeeinrichtung (Elektrolyttank) aufgenommen. Dadurch kann auf einfache Art und Weise ein Austausch der jeweiligen Messelektrode erfolgen. Durch eine transparente Ausbildung des jeweiligen Elektrolyttanks oder im Allgemeinen der jeweiligen Einspeiseelektroden-Aufnahmeeinrichtung kann auf einfache Art und Weise eine Sichtprüfung durchgeführt werden, um eventuelle Probleme (wie beispielsweise eine Auswaschung der Probe oder Ähnliches) erkennen zu können. Durch einen Deckel kann einerseits eine Verdunstung des Elektrolyten (und damit ggf. eine Verfälschung dessen Zusammensetzung) verhindert oder zumindest reduziert werden und andererseits dennoch eine einfache Zugangsmöglichkeit zum Inneren des Elektrolyttanks geschaffen werden. Weiterhin kann der Füllstand des/der Elektrolyttanks (bei transparenter Ausbildung) einfach nachvollzogen werden. Im Allgemeinen können Markierungen, die einen bestimmten Füllstand markieren, an dem ersten und/oder zweiten Elektrolyttank angebracht sein (beispielsweise horizontale Striche).Preferably, a first feed electrode receiving device, in particular a first electrolyte tank, preferably at least partially closable with a lid and/or at least partially transparent, is provided with and/or for receiving a first feed electrode. Alternatively or additionally, a second feed electrode receiving device, in particular a second electrolyte tank, preferably at least partially closable with a lid and/or at least partially transparent, can be provided with and/or for receiving a second feed electrode. In general, however, the first and/or second feed electrode can also be provided and arranged in other ways. Preferably, the first and/or second electrolyte tank is/are completely transparent. A lid of the first and/or second electrolyte tank, if provided, can be (in particular completely) transparent. The first and/or second electrolyte tank can be (at least substantially) cuboid-shaped. The first and/or second electrolyte tank can have a (flat) base surface on which it/they can be placed on a surface. The lid of the first and/or second electrolyte tank can be designed such that it covers a top side of the electrolyte tank completely or at least 50% or 70% (in other words, it is designed to be comparatively large). This makes it easy to fill the respective tank with electrolyte or to replace the feed electrodes. A wall of the first and/or second electrolyte tank facing the sample can have an (in particular circular) opening for receiving the first or second measuring electrode holder. A height of the first and/or second electrolyte tank can preferably be at least 1.5 times, even more preferably at least 2 times as high as a height of the first measuring electrode holder and/or the second measuring electrode holder and/or the sample holder. The first and/or second feed electrode is preferably detachably received in the corresponding feed electrode receiving device (electrolyte tank). This makes it easy to replace the respective measuring electrode. By making the respective electrolyte tank or, in general, the respective feed electrode receiving device transparent, a visual inspection can be carried out in a simple manner in order to be able to identify any problems (such as washing out of the sample or similar). On the one hand, a lid can prevent or at least reduce evaporation of the electrolyte (and thus possibly falsification of its composition) and, on the other hand, still provide easy access to the interior of the electrolyte tank. Furthermore, the fill level of the electrolyte tank(s) can be easily determined (if the tank is transparent). In general, markings that indicate a specific fill level can be attached to the first and/or second electrolyte tank (for example, horizontal lines).

Erste und/oder zweite Einspeiseelektrode können als Netzelektrode ausgeführt sein und/oder (zumindest teilweise) aus Platin gefertigt sein und/oder koaxial zu dem Aufnahmeabschnitt des Probenhalters ausgerichtet sein. Bei einer Ausführung als Netzelektrode kann auf einfache Art und Weise ein vergleichsweise homogenes Feld erzeugt werden (und gleichzeitig durch die Elektroden hindurchgeblickt werden). Bei einer koaxialen Ausrichtung mit dem Aufnahmeabschnitt ergibt sich der Vorteil, dass, (in einem Zustand, in dem keine Probe eingeführt wird) ein (zumindest im Wesentlichen) homogenes Feld erzeugt wird, das besonders einfach kontrollierbar ist bzw. Messungen erlaubt, die vergleichsweise einfach auswertbar sind. Dadurch wird das Messverfahren weiter (und zwar mit einfachen Mitteln) verbessert (insbesondere hinsichtlich einer Messgenauigkeit).The first and/or second feed electrode can be designed as a mesh electrode and/or made (at least partially) from platinum and/or aligned coaxially with the receiving section of the sample holder. When designed as a mesh electrode, a comparatively homogeneous field can be generated in a simple manner (and at the same time it is possible to look through the electrodes). When aligned coaxially with the receiving section, the advantage is that (in a state in which no sample is introduced) an (at least essentially) homogeneous field is generated that is particularly easy to control and allows measurements that are comparatively easy to evaluate. This further improves the measuring method (and indeed with simple means) (particularly with regard to measurement accuracy).

Vorzugsweise ist eine Fixierungseinrichtung und/oder eine Abdichtungseinrichtung vorgesehen (die ggf. durch dieselben Strukturen gebildet werden können), die ein erstes und ein zweites Zustellelement aufweisen und derart ausgebildet ist/sind, dass die einzelnen Komponenten der SIP-Messzelle durch Aufeinander-Zubewegen von erstem und zweitem Zustellelement aneinander fixiert und/oder gegeneinander abgedichtet werden. Insbesondere kann es sich bei den einzelnen Komponenten der SIP-Messzelle um Probenhalter, ersten Messelektrodenhalter und zweiten Messelektrodenhalter handeln oder ggf. um Probenhalter, ersten Messelektrodenhalter, zweiten Messelektrodenhalter, erste Einspeiseelektroden-Aufnahmeeinrichtung und zweite Einspeiseelektroden-Aufnahmeeinrichtung (z.B. Elektrolyttank). Durch eine derartige Fixierungs- und/oder Abdichtungseinrichtung kann also mit einfachen Mitteln und äußerst schnell eine Fixierung der einzelnen Elemente und/oder eine Abdichtung der einzelnen Elemente gegeneinander erreicht werden. Ein Grundgedanke liegt hier darin, dass an Enden der SIP-Messzelle ein Druck nach innen erfolgt (bzw. eine entsprechende Kraft nach innen aufgebracht wird), so dass die einzelnen Elemente aneinandergehalten werden und entsprechende Dichtflächen (oder Dichtungen) aneinandergedrückt werden. Besonders bevorzugt ist dabei eine Ausbildung des Probenhalters und/oder des ersten Messelektrodenhalters und/oder des zweiten Messelektrodenhalters aus einem elastischen Material (insbesondere mit den E-Modul-Werten, wie sie oben in Zusammenhang mit dem Probenhalter bzw. dessen Aufnahmeabschnitt vorgeschlagen wurden). Durch die nach innen gerichtete Kraft können die elastischen Kontaktflächen auf einfache Art und Weise eine Dichtigkeit realisieren bzw. gegeneinander fixiert werden. Insgesamt wird ein äußerst einfacher Zusammenbau bzw. eine einfache Abdichtung der SIP-Messzelle erreicht. Dadurch wird die Messung weiter vereinfacht.Preferably, a fixing device and/or a sealing device is provided (which can optionally be formed by the same structures), which have a first and a second feed element and are designed such that the individual components of the SIP measuring cell are fixed to one another and/or sealed against one another by moving the first and second feed elements towards one another. In particular, the individual components of the SIP measuring cell can be sample holders, first measuring electrode holders and second measuring electrode holders or, if appropriate, sample holders, first measuring electrode holders, second measuring electrode holders, first feed electrode receiving device and second feed electrode receiving device (e.g. electrolyte tank). Using such a fixing and/or sealing device, the individual elements can be fixed and/or sealed against one another using simple means and extremely quickly. A basic idea here is that a pressure is applied inwards at the ends of the SIP measuring cell (or a corresponding force is applied inwards), so that the individual elements are held together and corresponding sealing surfaces (or seals) are pressed together. It is particularly preferred that the sample holder and/or the first measuring electrode holder and/or the second measuring electrode holder be made of an elastic material (in particular with the E-modulus values as suggested above in connection with the sample holder or its receiving section). The inwardly directed force allows the elastic contact surfaces to be sealed or fixed against each other in a simple manner. Overall, an extremely simple assembly or simple sealing of the SIP measuring cell is achieved. This further simplifies the measurement.

Erster und/oder zweiter Messelektrodenhalter können (zumindest im Wesentlichen) als (Kreis-)Zylinder ausgebildet sein. In einer bevorzugten Ausführungsform weisen Enden des ersten und/oder zweiten Messelektrodenhalters, die dem Probenhalter zugewandt sind, eine (Ring-)Nut oder (Ring-)Stufe auf, die zur Aufnahme eines Randes des Probenhalters ausgebildet ist, um auf einfache Art und Weise eine Verbindung zwischen Probenhalter und erstem bzw. zweitem Messelektrodenhalter zu ermöglichen und auf einfache Weise eine Dichtigkeit herstellen zu können.The first and/or second measuring electrode holder can be designed (at least substantially) as a (circular) cylinder. In a preferred embodiment, ends of the first and/or second measuring electrode holder that face the sample holder have an (annular) groove or (annular) step that is designed to receive an edge of the sample holder in order to easily enable a connection between the sample holder and the first or second measuring electrode holder and to be able to easily create a seal.

Vorzugsweise ist eine Abdichtungseinrichtung (insbesondere die Abdichtungseinrichtung, wie oben beschrieben) vorgesehen und ausgebildet, den Probenhalter in axialer Richtung zu komprimieren. Durch eine derartige Komprimierung in axialer Richtung wird der Probenhalter gleichzeitig in radialer Richtung gestreckt (gedehnt), so dass er insgesamt dicker wird und damit gegen eine in den Probenhalter aufgenommene Probe gedrückt wird (bzw. so dass sich eine Innenwandung des Probenhalters auf die Probe zubewegt und damit die Dichtigkeit zwischen Probenaufnahme und Probe erhöht wird), was die Messergebnisse verbessert. Insgesamt wird auf einfache Art und Weise eine Abdichtung der Probe gegenüber einer Wand der Probenaufnahme ermöglicht.Preferably, a sealing device (in particular the sealing device as described above) is provided and designed to compress the sample holder in the axial direction. Such compression in the axial direction simultaneously stretches (extends) the sample holder in the radial direction, so that it becomes thicker overall and is thus pressed against a sample held in the sample holder (or so that an inner wall of the sample holder moves towards the sample and thus the tightness between the sample holder and the sample is increased), which improves the measurement results. Overall, a seal between the sample and a wall of the sample holder is made possible in a simple manner.

In einer konkreten Ausführungsform sind die Einspeiseelektroden-Aufnahmeeinrichtungen (insbesondere die Elektrolyttanks) auf einer oder mehreren Schienen führbar. Dadurch ist eine Positionierung der Einspeiseelektroden-Aufnahmeeinrichtung (insbesondere Elektrolyttanks) gegeneinander auf einfache Art und Weise und wohldefiniert (nämlich entlang der Schienen) variierbar. Dadurch kann die SIP-Messzelle auf einfache Art und Weise und schnell angepasst werden.In a specific embodiment, the feed electrode receiving devices (in particular the electrolyte tanks) can be guided on one or more rails. This allows the positioning of the feed electrode receiving devices (in particular the electrolyte tanks) relative to one another to be varied in a simple and well-defined manner (namely along the rails). This allows the SIP measuring cell to be adapted quickly and easily.

Erste und/oder zweite Messelektrode können als Ringelektrode ausgebildet sein und/oder aus einem gering-polarisierbaren (ggf. unpolarisierbaren) Material bestehen und/oder in einer Wandung des zugeordneten Messelektrodenhalters integriert sein, insbesondere derart, dass die jeweilige Messelektrode gegenüber angrenzenden Abschnitten der Wandung des jeweiligen Messelektrodenhalters rückversetzt angeordnet ist (in ihrer Gesamtheit). Vorzugsweise ist die erste und/oder zweite Messelektrode so angeordnet, dass selbst die der Probe bzw. dem Aufnahmeraum für die Probe nächstkommenden Punkte (Abschnitte) gegenüber den angrenzenden Abschnitten der Wandung des jeweiligen Messelektrodenhalters rückversetzt sind. Dadurch kann effektiv ein Kontakt mit der Probe ausgeschlossen werden und dennoch ein (direkter) Kontakt mit dem Elektrolyten ermöglicht werden.The first and/or second measuring electrode can be designed as a ring electrode and/or consist of a material that is slightly polarizable (possibly non-polarizable) and/or be integrated into a wall of the associated measuring electrode holder, in particular such that the respective measuring electrode is set back relative to adjacent sections of the wall of the respective measuring electrode holder (in its entirety). The first and/or second measuring electrode is preferably arranged such that even the points (sections) closest to the sample or the receiving space for the sample are set back relative to the adjacent sections of the wall of the respective measuring electrode holder. This effectively prevents contact with the sample and yet enables (direct) contact with the electrolyte.

Die obige Aufgabe wird weiterhin insbesondere durch ein Set umfassend eine SIP-Messzelle der oben beschriebenen Art sowie mindestens einen zusätzlichen Probenhalter und/oder mindestens einen zusätzlichen ersten Messelektrodenhalter und/oder mindestens einen zusätzlichen zweiten Messelektrodenhalter und/oder mindestens eine zusätzliche erste Einspeiseelektroden-Aufnahmeeinrichtung und/oder mindestens eine zusätzliche zweite Einspeiseelektroden-Aufnahmeeinrichtung gelöst. Die jeweiligen zusätzlichen Halter bzw. Aufnahmeeinrichtung(en) unterscheiden sich vorzugsweise gegenüber dem weiterhin vorgesehenen entsprechenden Halter bzw. entsprechenden Aufnahmeeinrichtung(en) hinsichtlich einer Form und/oder einer Materialbeschaffenheit und/oder einer Dimensionierung, insbesondere hinsichtlich einer Länge und/oder eines Durchmessers, insbesondere Innendurchmessers, und/oder hinsichtlich einer Anschlussgeometrie. Durch ein derartiges Set kann schnell und einfach eine Anpassung der SIP-Messzelle an die Probe erfolgen. Stellt sich beispielsweise heraus, dass ein Probenhalter, der in der SIP-Messzelle vorgesehen ist, zu klein für die zu vermessende Probe ist, kann ein größer dimensionierter Probenhalter aus dem Set herangezogen werden und anstelle des ursprünglichen Probenhalters eingesetzt werden. Bei diesem Beispiel kann dann ggf. auch ein angepasster erster und/oder zweiter Messelektrodenhalter verwendet werden (soweit dies notwendig oder vorteilhaft ist). Generell kann auch ein Austausch identischer Komponenten erfolgen, beispielsweise wenn eine Komponente (z.B. einer der Messelektrodenhalter) beschädigt ist.The above object is further achieved in particular by a set comprising a SIP measuring cell of the type described above and at least one additional sample holder and/or at least one additional first measuring electrode holder and/or at least one additional second measuring electrode holder and/or at least one additional first feed electrode receiving device and/or at least one additional second feed electrode receiving device. The respective additional holders or receiving device(s) preferably differ from the corresponding holder or corresponding receiving device(s) still provided in terms of a shape and/or a material quality and/or a dimension, in particular in terms of a length and/or a diameter, in particular an inner diameter, and/or in terms of a connection geometry. Such a set allows the SIP measuring cell to be adapted to the sample quickly and easily. If, for example, it turns out that a sample holder provided in the SIP measuring cell is too small for the sample to be measured, a larger-sized sample holder from the set can be used and inserted instead of the original sample holder. In this example, an adapted first and/or second measuring electrode holder can also be used (if this is necessary or advantageous). In general, identical components can also be replaced, for example if a component (e.g. one of the measuring electrode holders) is damaged.

Die obengenannte Aufgabe wird weiterhin insbesondere durch ein SIP-Messverfahren unter Verwendung einer SIP-Messzelle, insbesondere der oben beschriebenen Art, gelöst, wobei Fixierung und Dichtigkeit der einzelnen Elemente der SIP-Messzelle durch axiales Aufeinander-Zubewegen eines ersten Endes in Richtung eines zweiten Endes erfolgt. Dadurch kann auf einfache Art und Weise eine Fixierung und/oder Dichtigkeit der einzelnen Elemente erfolgen.The above-mentioned object is further achieved in particular by a SIP measuring method using a SIP measuring cell, in particular of the type described above, wherein the individual elements of the SIP measuring cell are fixed and sealed by axially moving a first end towards one another in the direction of a second end. This allows the individual elements to be fixed and/or sealed in a simple manner.

Die obengenannte Aufgabe wird weiterhin gelöst, insbesondere durch ein Verfahren zur Herstellung einer SIP-Messzelle, vorzugsweise der oben beschriebenen Art, weiter vorzugsweise unter Bereitstellung eines Sets der oben beschriebenen Art, wobei ein Probenhalter und/oder ein erster Messelektrodenhalter und/oder ein zweiter Messelektrodenhalter und/oder eine erste Einspeiseelektroden-Aufnahmeeinrichtung und/oder eine zweite Einspeiseelektroden-Aufnahmeeinrichtung durch einen zusätzlichen Probenhalter bzw. einen zusätzlichen ersten Messelektrodenhalter bzw. einen zusätzlichen zweiten Messelektrodenhalter bzw. eine zusätzliche erste Einspeiseelektroden-Aufnahmeeinrichtung bzw. eine zusätzliche zweite Einspeiseelektroden-Aufnahmeeinrichtung ausgetauscht wird (werden), wobei sich der/die ausgetauschte Halter/Aufnahmeeinrichtung von dem/der neu eingebauten Halter/Aufnahmeeinrichtung hinsichtlich einer Form und/oder einer Materialbeschaffenheit und/oder einer Dimensionierung, insbesondere hinsichtlich einer Länge und/oder eines Durchmessers, insbesondere Innendurchmessers und/oder hinsichtlich einer Anschlussgeometrie, unterscheidet/unterscheiden.The above-mentioned object is further achieved, in particular, by a method for producing a SIP measuring cell, preferably of the type described above, further preferably by providing a set of the type described above, wherein a sample holder and/or a first measuring electrode holder and/or a second measuring electrode holder and/or a first feed electrode receiving device and/or a second feed electrode receiving device is/are replaced by an additional sample holder or an additional first measuring electrode holder or an additional second measuring electrode holder or an additional first feed electrode receiving device or an additional second feed electrode receiving device, wherein the replaced holder/receiving device differs from the newly installed holder/receiving device in terms of a shape and/or a material quality and/or a dimensioning, in particular in terms of a length and/or a diameter, in particular an inner diameter and/or in terms of a connection geometry.

Die obengenannte Aufgabe wird weiterhin gelöst durch die Verwendung einer SIP-Messzelle zur Bestimmung mindestens einer frequenzabhängigen, insbesondere komplexen, elektrischen Eigenschaft einer Probe, insbesondere einer Gesteinsprobe und/oder eines Baustoffes mittels einer 4-Punkt-Anordnung.The above-mentioned object is further achieved by the use of a SIP measuring cell for determining at least one frequency-dependent, in particular complex, electrical property of a sample, in particular a rock sample and/or a building material by means of a 4-point arrangement.

Insgesamt zeichnet sich die SIP-Messzelle durch einen modularen Aufbau auf, so dass die Messbedingungen (schnell) an das Probenmaterial (und nicht wie bisher, umgekehrt) angepasst werden können. Weiterhin können die Mess- und/oder Einspeiseelektroden (die maßgeblich die Messgenauigkeit und die Qualität der SIP-Daten bestimmen) mit wenigen Handgriffen getauscht bzw. ersetzt werden.Overall, the SIP measuring cell is characterized by a modular design, so that the measuring conditions can be (quickly) adapted to the sample material (and not, as previously, the other way around). Furthermore, the measuring and/or feed electrodes (which largely determine the measurement accuracy and the quality of the SIP data) can be exchanged or replaced in just a few steps.

Mess- und/oder Einspeiseelektroden können aus Pt, PtCl, Ag oder AgCl gebildet werden oder diese Materialien umfassen.Measuring and/or feed electrodes can be made of Pt, PtCl, Ag or AgCl or comprise these materials.

Erster und/oder zweiter Messelektrodenhalter kann/können in die entsprechend zugeordnete Einspeiseelektroden-Aufnahmeeinrichtung (Elektrolytbehälter) gesteckt werden.The first and/or second measuring electrode holder can be inserted into the corresponding feed electrode holder (electrolyte container).

Die erste und/oder zweite Einspeiseelektroden-Aufnahmeeinrichtung (Elektrolytbehälter) kann einen Befestigungsrahmen aufweisen, in dem die jeweilige Einspeiseelektrode angeordnet werden kann. Dadurch können beschädigte Einspeiseelektroden vergleichsweise schnell gelöst werden.The first and/or second feed electrode receiving device (electrolyte container) can have a fastening frame in which the respective feed electrode can be arranged. This allows damaged feed electrodes to be removed relatively quickly.

Eine Ausführung des Probenhalters (Manschette) in Silikon-Kautschuk ermöglicht eine (nahezu) perfekte Versiegelung einer Außenumfangsfläche (Mantelfläche) der Probe gegenüber Rand-Strömen und kann somit die Datenqualität erheblich verbessern. Durch den Probenhalter (Manschette) können beliebige Probengeometrien (hinsichtlich des Durchmessers, der Länge, der Querschnittsform) berücksichtigt werden, ohne dass die Messzelle vollständig neu konzipiert werden muss (bzw. die Probe angepasst und damit im Prinzip verfälscht werden muss).A sample holder (sleeve) made of silicone rubber enables an (almost) perfect sealing of the outer peripheral surface (surface) of the sample against edge currents and can therefore significantly improve the data quality. The sample holder (sleeve) allows any sample geometry (in terms of diameter, length, cross-sectional shape) to be taken into account without the measuring cell having to be completely redesigned (or the sample having to be adapted and thus in principle distorted).

Die Elektrolytbehälter können aus Glas und/oder Acrylglas, insbesondere durchsichtigem Acrylglas gefertigt sein. Dadurch kann der Füllstand (beispielsweise mit Hilfe einer Markierung) vergleichsweise leicht abgelesen werden, um so ggf. auf Verdunstungseffekte während längerer Messreihen reagieren zu können. Weiterhin kann so bei Änderung der Fluidleitfähigkeit überprüft werden, ob diese durch Verdunstung (Pegeländerung) oder durch Lösung aus der Probe heraus entstanden sind. Auswaschungen bzw. Lösungsbestandteile von Probenmaterialien können so ebenfalls durch einfache Sichtprüfung erkannt werden.The electrolyte containers can be made of glass and/or acrylic glass, particularly transparent acrylic glass. This makes it relatively easy to read the fill level (for example with the help of a marking) in order to be able to react to evaporation effects during longer series of measurements. Furthermore, if the fluid conductivity changes, it can be checked whether this was caused by evaporation (level change) or by dissolution from the sample. Leaching or solution components of sample materials can also be detected by simple visual inspection.

Insgesamt wird ein modularer Aufbau für eine verbesserte (optimierte) Wartungsfreundlichkeit vorgeschlagen. Die einzelnen Module können für SIP-Messungen angepasst bzw. optimiert werden (beispielsweise durch eine Ausführung in nicht-leitenden bzw. nicht-polarisierbaren Materialien). Grundsätzlich erfolgt eine Anpassung an das Proben-Material und nicht umgekehrt. Es wird eine hohe Variabilität und Flexibilität durch eine einfache Anpassungsmöglichkeit der SIP-Messzelle an verschiedenen Probenmaterialien und Probengeometrien ermöglicht. Die Datenqualität kann durch Verringerung äußerer Störeinflüsse auf einfache Art und Weise verbessert werden.Overall, a modular design is proposed for improved (optimized) ease of maintenance. The individual modules can be adapted or optimized for SIP measurements (for example by using non-conductive or non-polarizable materials). In principle, adaptation is made to the sample material and not the other way around. High variability and flexibility is made possible by the simple adaptation of the SIP measuring cell to different sample materials and sample geometries. The data quality can be easily improved by reducing external interference.

In einer Ausführungsform sind Probenhalter, erster Messelektrodenhalter und zweiter Messelektrodenhalter zwischen den Einspeiseelektroden-Aufnahmeeinrichtungen (Elektrolyttanks) angeordnet. Die Elektrolyttanks können über die Messelektrodenhalter und den Probenhalter (aufgrund des darin enthaltenen Elektrolyten) miteinander verbunden sein.In one embodiment, the sample holder, first measuring electrode holder and second measuring electrode holder are arranged between the feed electrode receiving devices (electrolyte tanks). The electrolyte tanks can be connected to one another via the measuring electrode holders and the sample holder (due to the electrolyte contained therein).

Im Allgemeinen können die Messelektroden (direkt) mit dem Elektrolyten in Kontakt sein, ohne jedoch das zu untersuchende Probenmaterial zu berühren (wodurch Messfehler vermieden werden können).In general, the measuring electrodes can be in contact (directly) with the electrolyte, but without touching the sample material to be examined (thereby avoiding measurement errors).

In einer alternativen Ausführungsform können erster und/oder Messelektrodenhalter mit Punktelektroden ausgestattet sein, insbesondere um (variablen) Probenmaterialanforderungen gerecht zu werden. Wenn die Elektrolyttanks und/oder die dazugehörigen Deckel (zumindest teilweise) durchsichtig ausgeführt sind, können sowohl Evaporation als auch Lösungs- und/oder Ausfällungseffekte schnell identifiziert werden.In an alternative embodiment, the first and/or measuring electrode holders can be equipped with point electrodes, in particular to meet (variable) sample material requirements. If the electrolyte tanks and/or the associated lids are (at least partially) transparent, evaporation as well as dissolution and/or precipitation effects can be quickly identified.

In einer konkreten Ausführungsform ist die gesamte SIP-Messzelle modular aufgebaut, so dass (routinemäßige) Wartung, Reinigung sowie der Austausch defekter oder beschädigter Komponenten schnell und einfach ermöglicht werden kann.In a specific embodiment, the entire SIP measuring cell has a modular design so that (routine) maintenance, cleaning and the replacement of defective or damaged components can be carried out quickly and easily.

Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further embodiments emerge from the subclaims.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles beschrieben, das anhand der Abbildungen näher erläutert wird. Hierbei zeigen:

  • 1 Das allgemeine Messprinzip einer 4-Punkt-SIP-Messung anhand eines Vergleichsbeispiels;
  • 2 eine erfindungsgemäße SIP-Messzelle gemäß einem Ausführungsbeispiel in einer schematischen Ansicht;
  • 3 die SIP-Messzelle gemäß 2 in einer perspektivischen Ansicht;
  • 4 eine perspektivische Schnittansicht der SIP-Messzelle gemäß 3;
  • 5 eine Seitenansicht der SIP-Messzelle gemäß 3;
  • 6 eine Schnittansicht entlang der Längsachse der SIP-Messzelle gemäß 5;
  • 7 eine Frontansicht der SIP-Messzelle gemäß 3;
  • 8 eine Draufsicht der SIP-Messzelle gemäß 3; und
  • 9 einen vergrößerten Ausschnitt der SIP-Messzelle.
The invention is described below using an embodiment example, which is explained in more detail using the figures. Here:
  • 1 The general measuring principle of a 4-point SIP measurement using a comparison example;
  • 2 an inventive SIP measuring cell according to an embodiment in a schematic view;
  • 3 the SIP measuring cell according to 2 in a perspective view;
  • 4 a perspective sectional view of the SIP measuring cell according to 3 ;
  • 5 a side view of the SIP measuring cell according to 3 ;
  • 6 a sectional view along the longitudinal axis of the SIP measuring cell according to 5 ;
  • 7 a front view of the SIP measuring cell according to 3 ;
  • 8th a top view of the SIP measuring cell according to 3 ; and
  • 9 an enlarged section of the SIP measuring cell.

In der nachfolgenden Beschreibung werden für gleiche und gleichwirkende Teile dieselben Bezugsziffern verwendet.In the following description, the same reference numbers are used for identical and equivalent parts.

In 1 ist anhand eines Vergleichsbeispiels das 4-Elektroden-Messprinzip einer SIP-Messung näher beschrieben. Ein Stromgenerator 20 erzeugt ein Stromsignal I (typischerweise im mA-Bereich), das über zwei mit Elektrolyt gefüllte Elektrolyttanks B2, B2' bzw. über zwei in den Elektrolyttanks angeordnete Einspeiseelektroden B6, B6' eingespeist wird. Der Bereich von dabei berücksichtigten Messfrequenzen kann von 1 mHz, insbesondere 2 mHz, bis zu 20 kHz oder 100 kHz reichen. Über an einem Probenhalter D1 angeordnete Messelektroden-Anschlüsse C3, C3' kann ein Spannungssignal Vmat abgegriffen werden, das über einer Probe abfällt. Die Probe bzw. das Probenmaterial ist hier schematisch als Ersatzwiderstand 10 dargestellt. Das Stromsignal I kann dann über einen Shunt-Widerstand 30 ermittelt werden. Bei der Messung kann also (für jede Messfrequenz) die Impedanz Zmat des Probenmaterials aus der gemessenen Spannung Vmat und dem gemessenen Strom Ig wie folgt ermittelt werden: Z mat = V mat / I g .

Figure DE102016116452B4_0001
In 1 The 4-electrode measuring principle of a SIP measurement is described in more detail using a comparative example. A current generator 20 generates a current signal I (typically in the mA range), which is fed in via two electrolyte tanks B2, B2' filled with electrolyte or via two feed electrodes B6, B6' arranged in the electrolyte tanks. The range of measuring frequencies taken into account can be from 1 mHz, in particular 2 mHz, up to 20 kHz or 100 kHz. A voltage signal V mat that drops across a sample can be tapped via measuring electrode connections C3, C3' arranged on a sample holder D1. The sample or the sample material is shown schematically here as an equivalent resistor 10. The current signal I can then be determined via a shunt resistor 30. During the measurement, the impedance Z mat of the sample material can therefore be determined (for each measuring frequency) from the measured voltage V mat and the measured current I g as follows: Z mat = V mat / I G .
Figure DE102016116452B4_0001

Der gemessene Strom Ig ergibt sich dabei aus dem Spannungsabfall V über dem Shunt-Widerstand 30 wie folgt: I g = V / R shunt .

Figure DE102016116452B4_0002
The measured current I g results from the voltage drop V across the shunt resistor 30 as follows: I G = V / R shunt .
Figure DE102016116452B4_0002

Setzt man dies nun die Gleichung zur Berechnung der Probenimpedanz Zmat ein, ergibt sich mit Rshunt als ohmscher Widerstandswert: Z mat = R shunt * ( V mat / V ) .

Figure DE102016116452B4_0003
If we now use the equation to calculate the sample impedance Z mat , we get R shunt as the ohmic resistance value: Z mat = R shunt * ( V mat / V ) .
Figure DE102016116452B4_0003

Diese Probenimpedanz bzw. die daraus ableitbare komplexe Leitfähigkeit weist für viele natürliche Materialien eine ausgeprägte Frequenzabhängigkeit auf, die zur Charakterisierung des Materials (physikalisch und/oder mineralogisch bzw. chemisch) verwendet werden kann.This sample impedance or the complex conductivity derived from it exhibits a pronounced frequency dependence for many natural materials, which can be used to characterize the material (physically and/or mineralogically or chemically).

2 zeigt eine SIP-Messzelle gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Messzelle weist zwei Elektrolyttanks B2, B2' auf, zwischen denen sich Messelektrodenhalter C2, C2' mit MesselektrodenAnschlüssen C3, C3' sowie ein Probenhalter D1 zur Aufnahme des Probenmaterials befinden. Die Elektrolyttanks B2, B2' weisen Deckel B1, B1' auf. Ein Strom I wird in einem Generator 20 erzeugt, über Einspeiseelektroden B6, B6' eingespeist und über den Shunt-Widerstand 30 gemessen. Die Messelektrodenhalter C2, C2' nehmen die Messelektroden C4, C4' (siehe 9) auf. Die (ringförmigen) Messelektroden C4, C4' berühren die Probe nicht. Weiterhin erfolgt der Abgriff der gemessenen Spannung außen an dem Probenhalter D1 (Probenmanschette), so dass eine Verfälschung von Messergebnissen vermieden werden kann. 2 shows a SIP measuring cell according to an embodiment of the present invention. The measuring cell has two electrolyte tanks B2, B2', between which there are measuring electrode holders C2, C2' with measuring electrode connections C3, C3' and a sample holder D1 for holding the sample material. The electrolyte tanks B2, B2' have covers B1, B1'. A current I is generated in a generator 20, fed in via feed electrodes B6, B6' and measured via the shunt resistor 30. The measuring electrode holders C2, C2' hold the measuring electrodes C4, C4' (see 9 ). The (ring-shaped) measuring electrodes C4, C4' do not touch the sample. Furthermore, the measured voltage is tapped from the outside of the sample holder D1 (sample sleeve), so that falsification of measurement results can be avoided.

3 zeigt die in 2 nur schematisch dargestellte SIP-Messzelle mit weiteren Einzelheiten in einer Schrägansicht. Die SIP-Messzelle ist (vollständig) modular, symmetrisch und zudem teilbar ausgeführt. Die beiden Elektrolyttanks B2, B2' laufen auf parallel angeordneten Schienen A1, A1', die durch (je zwei) Führungshülsen A6, A6' oder, allgemein, Führungselemente (pro Tankseite) gehalten werden. Ausführungsgemäß sind die Hülsen A6, A6' sechseckig ausgeführt (sie können aber auch andere Formen aufweisen). Am Ende der Führungsschienen befinden sich Zustellelemente, insbesondere umfassend Stangen A4, A4' (Konterstangen), die durch Muttern A2, A2' und Unterlegscheiben A5, A5' gehalten werden können. 3 shows the 2 only schematically shown SIP measuring cell with further details in an oblique view. The SIP measuring cell is (completely) modular, symmetrical and also divisible. The two electrolyte tanks B2, B2' run on parallel arranged rails A1, A1', which are held by (two each) guide sleeves A6, A6' or, in general, guide elements (per tank side). According to the design, the sleeves A6, A6' are hexagonal (but they can also have other shapes). At the end of the guide rails There are feed elements, in particular comprising rods A4, A4' (counter rods), which can be held by nuts A2, A2' and washers A5, A5'.

Nach einem Probeneinbau bzw. dem Zusammensetzen der Messelektrodenhalter C2, C2' und dem Probenhalter D1, kann die Messzelle über die Zustellelemente (Stangen A4, A4' bzw. Konterstangen), insbesondere fest, verspannt werden. Dadurch kann gleichzeitig ein Abdichten des Probenhalters D1 gegenüber Leckagen an einer Verbindung zu den Messelektrodenhaltern C2, C2' durch (geometrische) Ausdehnung eines Materials des Probenhalters D1 erfolgen.After a sample has been installed or the measuring electrode holders C2, C2' and the sample holder D1 have been assembled, the measuring cell can be clamped in place, particularly firmly, using the adjustment elements (rods A4, A4' or counter rods). This simultaneously seals the sample holder D1 against leaks at a connection to the measuring electrode holders C2, C2' by (geometrically) expanding a material of the sample holder D1.

Der Probenhalter D1 umfasst eine (elastische) Hülse D3 sowie eine Zustelleinrichtung (Schelleneinrichtung) D2 zum Komprimieren der Hülse D3 (siehe insbesondere 4).The sample holder D1 comprises an (elastic) sleeve D3 and a feed device (clamp device) D2 for compressing the sleeve D3 (see in particular 4 ).

Ausführungsgemäß sind die Elektrolyttanks B2, B2' sowie die Deckel B1, B1' aus (transparentem) Acrylglas gefertigt. Dadurch können mögliche chemische Reaktionen bzw. die daraus resultierenden Ausfällungen in den Elektrolyttanks B2, B2' bzw. an den Einspeiseelektroden B6, B6' leicht entdeckt werden. Zudem kann auf einfache Art und Weise der Füllstand des Elektrolyts überprüft werden, ohne die SIP-Messzelle vom Versuchsaufbau zu trennen.According to the design, the electrolyte tanks B2, B2' and the lids B1, B1' are made of (transparent) acrylic glass. This makes it easy to detect possible chemical reactions or the resulting precipitation in the electrolyte tanks B2, B2' or on the feed electrodes B6, B6'. In addition, the fill level of the electrolyte can be easily checked without separating the SIP measuring cell from the test setup.

4 zeigt eine Schnittansicht der SIP-Messzelle aus 3. Darin erkennt man, dass die Messelektrodenhalter C2, C2' über Nuten (bzw. Eckausnehmungen) B10, B10' in Wänden B11, B11' der Elektrolyttanks B2, B2' eingesteckt sind. Die Einspeiseelektroden B6, B6' sind über Rahmen B4, B4' in einer Wand B3, B3' des jeweiligen Elektrolyttanks B2, B2' (mittels je, beispielsweise 4, Schrauben, beispielsweise PMMA-Schrauben, B7, B7') fixiert. Die Einspeiseelektroden B6, B6' und ein Abgriff B5, B5' sind vorzugsweise mittels einer (korrosionsbeständigen) Drahtbrücke B8, B8' (leitend) miteinander verbunden. 4 shows a sectional view of the SIP measuring cell from 3 . It can be seen that the measuring electrode holders C2, C2' are inserted into the walls B11, B11' of the electrolyte tanks B2, B2' via grooves (or corner recesses) B10, B10'. The feed electrodes B6, B6' are fixed via frames B4, B4' in a wall B3, B3' of the respective electrolyte tank B2, B2' (each using, for example, 4 screws, e.g. PMMA screws, B7, B7'). The feed electrodes B6, B6' and a tap B5, B5' are preferably connected to one another (conductively) by means of a (corrosion-resistant) wire bridge B8, B8'.

An der Wand B11, B11' sind Öffnungen B9, B9' erkennbar, über die die Messelektrodenhalter C2, C2' (unmittelbar) und der Probenhalter D1 (mittelbar) angeflanscht sind.Openings B9, B9' can be seen on the wall B11, B11', through which the measuring electrode holders C2, C2' (directly) and the sample holder D1 (indirectly) are flanged.

Zwischen Elektrolyttanks B2, B2' und Messelektrodenhalter C2, C2' kann die SIP-Messzelle mittels einer Dichtung C1, C1' (O-Ring) gegen Leckage gesichert werden.The SIP measuring cell can be secured against leakage by means of a seal C1, C1' (O-ring) between the electrolyte tanks B2, B2' and the measuring electrode holder C2, C2'.

Zudem erkennt man in 9 eine Aussparung C5, C5' (ringförmige Aussparung) innerhalb der Messelektrodenhalter C2, C2', in die die Messelektroden C4, C4' eingelassen sind. Über (je) eine Bohrung (nicht in den Figuren darsgestellt) durch die Messelektrodenhalter C2, C2' können die Messelektroden C4, C4' mit den Messelektrodenanschlüssen C3, C3' verbunden sein. Die Messelektrodenanschlüsse C3, C3' können beispielsweise als Bananenstecker ausgeführt sein.In addition, one can see in 9 a recess C5, C5' (ring-shaped recess) within the measuring electrode holders C2, C2', into which the measuring electrodes C4, C4' are inserted. The measuring electrodes C4, C4' can be connected to the measuring electrode connections C3, C3' via a hole (not shown in the figures) through the measuring electrode holders C2, C2'. The measuring electrode connections C3, C3' can be designed as banana plugs, for example.

5 zeigt eine Seitenansicht der SIP-Messzelle. Dort geht der modulare Aufbau nochmals klar hervor. Die SIP-Messzelle umfasst demnach die Elektrolyttanks B2, B2', die Messelektrodenhalter C2, C2', den Probenhalter D1 sowie die Führungsschienen A1, A1' (mit den zugehörigen Elementen, wie Führungshülsen A6, A6', Stangen A4, A4' nebst Muttern A2, A2' und Unterlegscheiben A5, A5'). 5 shows a side view of the SIP measuring cell. The modular structure is clearly visible there. The SIP measuring cell therefore comprises the electrolyte tanks B2, B2', the measuring electrode holders C2, C2', the sample holder D1 and the guide rails A1, A1' (with the associated elements, such as guide sleeves A6, A6', rods A4, A4' together with nuts A2, A2' and washers A5, A5').

6 zeigt eine Schnittansicht entlang der mittleren Längsachse der SIP-Messzelle gemäß 5. Darin ist insbesondere die Positionierung der Einspeiseelektroden B6, B6' entlang einer gedachten Mittelachse „Öffnung B9, B9' - Messelektrodenhalter C2, C2' - Probenhalter D1“ zu erkennen, um eine (möglichst verzerrungsfreie und direkte) Ausbreitung des elektrischen Stromes zu gewährleisten. Zudem erkennt man die Positionierung der Messelektrodenanschlüsse C3, C3' und Abgriffe B5, B5' (Einspeisepunkte) an der Oberseite der Messzelle, um eine schnelle und einfache Erreichbarkeit bei Anschlusswechseln zu erzielen. 6 shows a sectional view along the central longitudinal axis of the SIP measuring cell according to 5 . In particular, the positioning of the feed electrodes B6, B6' along an imaginary central axis "opening B9, B9' - measuring electrode holder C2, C2' - sample holder D1" can be seen in order to ensure that the electrical current spreads (as directly and as distortion-free as possible). In addition, the positioning of the measuring electrode connections C3, C3' and taps B5, B5' (feed points) on the top of the measuring cell can be seen in order to achieve quick and easy access when changing connections.

Aufgrund der modularen Ausführung der gesamten SIP-Messzelle kann diese schnell und ohne gesteigerten Aufwand oder Werkzeug zerlegt werden. Dies erhöht die Effizienz von Wartungs-, Reinigungs- und Reparaturaufgaben an der Messzelle und gewährleistet eine schnelle Wiedereinsetzbarkeit bzw. einen geringen Messzeitverlust. Die Einspeise- und/oder Messelektroden können aus einem korrosionsbeständigen Metall (z.B. Platin oder Silber) ausgeführt sein oder ein derartiges Metall umfassen.Due to the modular design of the entire SIP measuring cell, it can be dismantled quickly and without increased effort or tools. This increases the efficiency of maintenance, cleaning and repair tasks on the measuring cell and ensures quick reuse and minimal loss of measuring time. The feed and/or measuring electrodes can be made of a corrosion-resistant metal (e.g. platinum or silver) or contain such a metal.

7 zeigt die SIP-Messzelle in einer Frontansicht. Darauf ist zu erkennen, dass die Elektrolyttanks B2, B2' durch die Stangen A4, A4' (Konterstangen) mittels Unterlegscheiben A5, A5' und Muttern A2, A2' gesichert werden. 7 shows the SIP measuring cell in a front view. It can be seen that the electrolyte tanks B2, B2' are secured by the rods A4, A4' (counter rods) using washers A5, A5' and nuts A2, A2'.

8 zeigt die SIP-Messzelle in einer Draufsicht. Hier wird nochmals die Fixierung der gesamten Messzelle durch die Schienen A1, A1' und die Hülsen A6, A6' deutlich. Weiterhin sind die an der Oberseite liegenden Messelektrodenanschlüsse C3, C3' und Abgriffe (Einspeisepunkte) B5, B5' erkennbar. 8th shows the SIP measuring cell from above. Here, the fixing of the entire measuring cell by the rails A1, A1' and the sleeves A6, A6' is once again clearly visible. The measuring electrode connections C3, C3' and taps (feed points) B5, B5' on the top are also visible.

Die vorliegenden Ausführungsbeispiele sollen nicht einschränkend verstanden werden. Die Erfindung kann insbesondere auch mit anderen Geometrien und/oder Materialien als den zuvor beschriebenen realisiert werden.The present embodiments are not intended to be limiting. The invention can in particular also be implemented with geometries and/or materials other than those described above.

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass alle oben beschriebenen Teile für sich alleine gesehen und in jeder Kombination, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellten Details, als erfindungswesentlich beansprucht werden. Abänderungen hiervon sind dem Fachmann geläufig.At this point, it should be noted that all of the parts described above, viewed individually and in any combination, in particular the details shown in the drawings, are claimed as essential to the invention. Modifications to this are familiar to the person skilled in the art.

BezuaszeichenlisteReference list

A1, A1'A1, A1'
Schienerail
A2, A2'A2, A2'
MutterMother
A4, A4'A4, A4'
Stangepole
A5, A5'A5, A5'
UnterlegscheibeWasher
A6, A6'A6, A6'
FührungshülseGuide sleeve
B1, B1'B1, B1'
DeckelLid
B2, B2'B2, B2'
ElektrolyttankElectrolyte tank
B3, B3'B3, B3'
WandWall
B4, B4'B4, B4'
RahmenFrame
B5, B5'B5, B5'
AbgriffTap
B6, B6'B6, B6'
EinspeiseelektrodenFeed electrodes
B7, B7'B7, B7'
Schraubescrew
B8, B8'B8, B8'
DrahtbrückeWire bridge
B9, B9'B9, B9'
Öffnungopening
B10, B910'B10, B910'
NutGroove
B11, B11'B11, B11'
WandWall
C1, C1'C1, C1'
Dichtungpoetry
C2, C2'C2, C2'
MesselektrodenhalterMeasuring electrode holder
C3, C3'C3, C3'
MesselektrodenanschlussMeasuring electrode connection
C4, C4'C4, C4'
MesselektrodeMeasuring electrode
C5, C5'C5, C5'
AussparungRecess
D1D1
ProbenhalterSample holder
D2D2
SchelleneinrichtungClamp device
D3D3
HülseSleeve
II
StromsignalCurrent signal
VmatVmat
SpannungssignalVoltage signal
ZmatZmat
ImpedantImpedance
1010
ErsatzwiderstandEquivalent resistance
2020
StromgeneratorPower generator
3030
Shunt-WiderstandShunt resistance

Claims (22)

SIP-Messzelle, umfassend einen Probenhalter (D1) mit einem Aufnahmeabschnitt zum Aufnehmen einer Probe, einen ersten Messelektrodenhalter (C2) mit einer in diesem aufgenommenen ersten Messelektrode (C4) und einen zweiten Messelektrodenhalter (C2') mit einer in diesem aufgenommenen zweiten Messelektrode (C4'), wobei Probenhalter (D1), erster Messelektrodenhalter (C2) und zweiter Messelektrodenhalter (C2') jeweils durch separate Module gebildet werden, die aneinander befestigt und voneinander getrennt werden können, wobei der Probenhalter (D1) so dimensioniert ist, dass er in einen Aufnahmeabschnitt der Messelektrodenhalter (C2, C2') eingesteckt werden kann.SIP measuring cell, comprising a sample holder (D1) with a receiving section for receiving a sample, a first measuring electrode holder (C2) with a first measuring electrode (C4) received therein and a second measuring electrode holder (C2') with a second measuring electrode (C4') received therein, wherein the sample holder (D1), first measuring electrode holder (C2) and second measuring electrode holder (C2') are each formed by separate modules which can be attached to and separated from one another, wherein the sample holder (D1) is dimensioned such that it can be inserted into a receiving section of the measuring electrode holders (C2, C2'). SIP-Messzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeabschnitt zumindest teilweise aus einem elektrisch isolierenden Material und/oder aus einem chemisch inerten Material und/oder aus einem elastischen Material gebildet ist und/oder dass zumindest ein Innenquerschnitt des Aufnahmeabschnitts zylindrisch ist und/oder dass der Probenhalter (D1) eine Zustelleinrichtung (D2) für eine radial nach innen gerichtete Druckbeaufschlagung des Aufnahmeabschnitts aufweist.SIP measuring cell according to Claim 1 , characterized in that the receiving section is at least partially formed from an electrically insulating material and/or from a chemically inert material and/or from an elastic material and/or that at least an inner cross section of the receiving section is cylindrical and/or that the sample holder (D1) has a feed device (D2) for a radially inwardly directed pressure application to the receiving section. SIP-Messzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Elektrolyttank (B2) mit einer und/oder zur Aufnahme einer ersten Einspeiseelektrode (B6) vorgesehen ist und/oder ein zweiter Elektrolyttank (B2') mit einer und/oder zur Aufnahme einer zweiten Einspeiseelektrode (B6') vorgesehen ist.SIP measuring cell according to one of the preceding claims, characterized in that a first electrolyte tank (B2) is provided with and/or for receiving a first feed electrode (B6) and/or a second electrolyte tank (B2') is provided with and/or for receiving a second feed electrode (B6'). SIP-Messzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste (B6) und/oder eine zweite (B6') Einspeiseelektrode als Netzelektrode ausgeführt ist/sind und/oder zumindest teilweise aus Platin gefertigt ist/sind und/oder koaxial zu dem Aufnahmeabschnitt ausgerichtet ist/sind.SIP measuring cell according to one of the preceding claims, characterized in that a first (B6) and/or a second (B6') feed electrode is/are designed as a mesh electrode and/or is/are at least partially made of platinum and/or is/are aligned coaxially to the receiving section. SIP-Messzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fixierungs- und/oder Abdichtungseinrichtung mit einem ersten und einem zweiten Zustellelement vorgesehen ist und derart ausgebildet ist, dass die einzelnen Komponenten der SIP-Messzelle durch Aufeinander-Zubewegen von erstem und zweitem Zustellelement aneinander fixiert und/oder gegeneinander abgedichtet werden.SIP measuring cell according to one of the preceding claims, characterized in that a fixing and/or sealing device with a first and a second feed element is provided and is designed such that the individual components of the SIP measuring cell are fixed to one another and/or sealed against one another by moving the first and second feed elements towards one another. SIP-Messzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abdichtungseinrichtung vorgesehen ist und ausgebildet ist, den Probenhalter (D1) in axialer Richtung zu komprimieren.SIP measuring cell according to one of the preceding claims, characterized in that a sealing device is provided and is designed to compress the sample holder (D1) in the axial direction. SIP-Messzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Einspeiseelektroden-Aufnahmeeinrichtungen auf einer oder mehreren Schienen (A1, A') führbar sind.SIP measuring cell according to one of the preceding claims, characterized in that feed electrode receiving devices can be guided on one or more rails (A1, A'). SIP-Messzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (C4) und/oder zweite (C4') Messelektrode als Ringelektrode(n) ausgebildet ist/sind und/oder aus gering-polarisierbarem Material bestehen und/oder in einer Wandung des zugeordneten Messelektrodenhalters (C2, C2′) integriert sind.SIP measuring cell according to one of the preceding claims, characterized in that the first (C4) and/or second (C4') measuring electrode is/are designed as ring electrode(s) and/or consist of slightly polarizable material and/or are integrated in a wall of the associated measuring electrode holder (C2, C2'). SIP-Messzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Querschnitt des Aufnahmeabschnitts veränderbar ist und wobei ein Durchmesser des Aufnahmeabschnitts vergrößer- und/oder verkleinerbar ist.SIP measuring cell according to one of the preceding claims, wherein a cross section of the receiving section is variable and wherein a diameter of the receiving section is enlargeable and/or reducible. Set umfassend eine SIP-Messzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche sowie mindestens einen zusätzlichen Probenhalter und/oder mindestens einen zusätzlichen ersten Messelektrodenhalter und/oder mindestens einen zusätzlichen zweiten Messelektrodenhalter und/oder mindestens eine zusätzliche erste Einspeiseelektroden-Aufnahmeeinrichtung und/oder mindestens eine zusätzliche zweite Einspeiseelektroden-Aufnahmeeinrichtung, die sich hinsichtlich einer Form und/oder einer Materialbeschaffenheit und/oder einer Dimensionierung, und/oder hinsichtlich einer Anschlussgeometrie, unterscheiden.Set comprising a SIP measuring cell according to one of the preceding claims and at least one additional sample holder and/or at least one additional first measuring electrode holder and/or at least one additional second measuring electrode holder and/or at least one additional first feed electrode receiving device and/or at least one additional second feed electrode receiving device, which differ in terms of a shape and/or a material properties and/or a dimensioning, and/or in terms of a connection geometry. SIP-Messverfahren unter Verwendung einer SIP-Messzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei Fixierung und/oder Dichtigkeit der einzelnen Elemente der SIP-Messzelle durch axiales Aufeinander-Zubewegen eines ersten Endes in Richtung eines zweiten Endes erfolgt.SIP measuring method using a SIP measuring cell according to one of the Claims 1 until 9 , whereby the fixation and/or tightness of the individual elements of the SIP measuring cell is achieved by axially moving a first end towards a second end. Verfahren zur Herstellung einer SIP-Messzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei ein Probenhalter durch einen zusätzlichen Probenhalter und/oder ein erster Messelektrodenhalter durch einen zusätzlichen ersten Messelektrodenhalter und/oder ein zweiter Messelektrodenhalter durch einen zusätzlichen zweiten Messelektrodenhalter und/oder eine erste Einspeiseelektroden-Aufnahmeeinrichtung durch eine zusätzliche erste Einspeiseelektroden-Aufnahmeeinrichtung und/oder eine zweite Einspeiseelektroden-Aufnahmeeinrichtung durch eine zusätzliche zweite Einspeiseelektroden-Aufnahmeeinrichtung ausgetauscht wird/werden, wobei sich der/die ausgetauschte Halter/Aufnahmeeinrichtung von dem/der neu eingebauten Halter/Aufnahmeeinrichtung hinsichtlich einer Form und/oder einer Materialbeschaffenheit und/oder einer Dimensionierung und/oder hinsichtlich einer Anschlussgeometrie, unterscheidet/ unterscheiden.Method for producing a SIP measuring cell according to one of the Claims 1 until 9 , wherein a sample holder is replaced by an additional sample holder and/or a first measuring electrode holder is replaced by an additional first measuring electrode holder and/or a second measuring electrode holder is replaced by an additional second measuring electrode holder and/or a first feed electrode receiving device is replaced by an additional first feed electrode receiving device and/or a second feed electrode receiving device is replaced by an additional second feed electrode receiving device, wherein the replaced holder/receiving device differs from the newly installed holder/receiving device with regard to a shape and/or a material properties and/or a dimensioning and/or with regard to a connection geometry. Verwendung einer SIP-Messzelle zur Messung einer induzierten Polarisation mit mehr als einer Frequenz, wobei die SIP-Messzelle umfasst: einen Probenhalter (D1) mit einem Aufnahmeabschnitt zum Aufnehmen einer Probe, wobei der Aufnahmeabschnitt aus einem elastischen Material mit einem E-Modul von weniger als 100 N/mm2 gebildet ist, wobei ein Querschnitt des Aufnahmeabschnitts veränderbar ist und/oder wobei ein Durchmesser des Aufnahmeabschnitts vergrößer- und/oder verkleinerbar ist.Use of a SIP measuring cell for measuring an induced polarization with more than one frequency, wherein the SIP measuring cell comprises: a sample holder (D1) with a receiving section for receiving a sample, wherein the receiving section is formed from an elastic material with an E-modulus of less than 100 N/mm 2 , wherein a cross section of the receiving section is variable and/or wherein a diameter of the receiving section is enlargeable and/or reducible. Verwendung nach Anspruch 13 wobei die SIP-Messzelle einen ersten Messelektrodenhalter (C2) mit einer in diesem aufgenommenen ersten Messelektrode (C4) und einen zweiten Messelektrodenhalter (C2') mit einer in diesem aufgenommenen zweiten Messelektrode (C4'), wobei Probenhalter (D1), erster Messelektrodenhalter (C2) und zweiter Messelektrodenhalter (C2') jeweils durch separate Module gebildet werden, die aneinander befestigt und voneinander getrennt werden können, wobei die erste und zweite Messelektrode durch den zugeordneten ersten bzw. zweiten Messelektrodenhalter alleine gehalten wird, umfasst.Use according to Claim 13 wherein the SIP measuring cell comprises a first measuring electrode holder (C2) with a first measuring electrode (C4) accommodated therein and a second measuring electrode holder (C2') with a second measuring electrode (C4') accommodated therein, wherein the sample holder (D1), first measuring electrode holder (C2) and second measuring electrode holder (C2') are each formed by separate modules which can be attached to and separated from one another, wherein the first and second measuring electrodes are held by the associated first and second measuring electrode holders alone, respectively. Verwendung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeabschnitt zumindest teilweise aus einem elektrisch isolierenden Material und/oder aus einem chemisch inerten Material und/oder aus einem elastischen Material gebildet ist und/oder dass zumindest ein Innenquerschnitt des Aufnahmeabschnitts zylindrisch ist und/oder dass der Probenhalter (D1) eine Zustelleinrichtung (D2) für eine radial nach innen gerichtete Druckbeaufschlagung des Aufnahmeabschnitts aufweist.Use according to Claim 13 or 14 , characterized in that the receiving section is at least partially formed from an electrically insulating material and/or from a chemically inert material and/or from an elastic material and/or that at least an inner cross section of the receiving section is cylindrical and/or that the sample holder (D1) has a feed device (D2) for a radially inwardly directed pressure application to the receiving section. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Elektrolyttank (B2) mit einer und/oder zur Aufnahme einer ersten Einspeiseelektrode (B6) vorgesehen ist und/oder ein zweiter Elektrolyttank (B2') mit einer und/oder zur Aufnahme einer zweiten Einspeiseelektrode (B6') vorgesehen ist.Use according to any of the preceding Claims 13 until 15 , characterized in that a first electrolyte tank (B2) is provided with and/or for receiving a first feed electrode (B6) and/or a second electrolyte tank (B2') is provided with and/or for receiving a second feed electrode (B6'). Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste (B6) und/oder eine zweite (B6') Einspeiseelektrode als Netzelektrode ausgeführt ist/sind und/oder zumindest teilweise aus Platin gefertigt ist/sind und/oder koaxial zu dem Aufnahmeabschnitt ausgerichtet ist/sind.Use according to any of the preceding Claims 13 until 16 , characterized in that a first (B6) and/or a second (B6') feed electrode is/are designed as a mesh electrode and/or is/are at least partially made of platinum and/or is/are aligned coaxially to the receiving section. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fixierungs- und/oder Abdichtungseinrichtung mit einem ersten und einem zweiten Zustellelement vorgesehen ist und derart ausgebildet ist, dass die einzelnen Komponenten der SIP-Messzelle durch Aufeinander-Zubewegen von erstem und zweitem Zustellelement aneinander fixiert und/oder gegeneinander abgedichtet werden.Use according to any of the preceding Claims 13 until 17 , characterized in that a fixing and/or sealing device with a first and a second feed element is provided and is designed such that the individual components of the SIP measuring cell are fixed to one another and/or sealed against one another by moving the first and second feed elements towards one another. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abdichtungseinrichtung vorgesehen ist und ausgebildet ist, den Probenhalter (D1) in axialer Richtung zu komprimieren.Use according to any of the preceding Claims 13 until 18 , characterized in that a sealing device is provided and is designed to compress the sample holder (D1) in the axial direction. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass Einspeiseelektroden-Aufnahmeeinrichtungen auf einer oder mehreren Schienen (A1, A') führbar sind.Use according to any of the preceding Claims 13 until 19 , characterized in that feed electrode receiving devices can be guided on one or more rails (A1, A'). Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (C4) und/oder zweite (C4') Messelektrode als Ringelektrode(n) ausgebildet ist/sind und/oder aus gering-polarisierbarem Material bestehen und/oder in einer Wandung des zugeordneten Messelektrodenhalters (C2, C2′) integriert sind.Use according to any of the preceding Claims 13 until 20 , characterized in that the first (C4) and/or second (C4') measuring electrode is/are designed as ring electrode(s) and/or consist of slightly polarizable material and/or are integrated in a wall of the associated measuring electrode holder (C2, C2′). Verwendung einer SIP-Messzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Messung einer induzierten Polarisation mit mehr als einer Frequenz.Use of a SIP measuring cell according to one of the Claims 1 until 9 for measuring induced polarization with more than one frequency.
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