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Verfahren und Einrichtung zum Reinhalten von in eine Flüssigkeit eintauchenden
Elektroden zur kontinuierlichen Kontrolle elektrisch erfaßbarer Eigenschaften der
Flüssigkeit Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinhalten von in eine Flüssigkeit
eintauchenden Elektroden zur kontinuierlichen Kontrolle elektrisch erfaßbarer Eigenschaften
der Flüssigkeit sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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Bei der elel;trisehen Kontrolle, speziell der Wasserstoffionenkozentration,
des sogenannten pH-Wertes von Flüssigkeiten, kann unter besonderen Aterhältnissen
eine teilweise oder vollständige Verschmutzung der Aleßelektroden durch Ablagerung
von aus der Flüssigkeit abgeschiedenen Feststoffen auftreten Auch andere Elektroden,
welche der WIessung von elektrisch erfaßbaren Eigenschaften von Flüssigkeiten dienen,
z. B. Leitfähigkeitsmeßzellen, können durch Ablagerung von Stoffen in ihren Meßeigenschaften
l)eeinträchtigt oder geradezu unbrauchbar gemacht werden. Dies tritt vor allem bei
kontinuierlichen Messungell in der Industrie auf, z. B. Kontroll-, l?egi strier-
oder Regelanlagen in Fabrikationsprozessen, bei welchen über Stunden oder Tage dauernd
gemessen werden muß, ohne daß die Elektroden zum Zwecke der Reinigung aus der Flüssigkeit
genommen werden können. Als Beispiele von solchen Ablagermigen können genannt werden:
Ablagerung von mitgeschwemmten Schmutzstoffen bei Älessuiigen in Abwässern, Auskristallisierung
von Salzen in hochgesättigten Lösungen, Abscheidung von Kalk in der sogenannten
Saturationsphase bei der Rübenzuclierherstellung. Dabei kann schon eine teilweise
Bedeckung der Elektrodenoberfläche den A1 eßwert verfälschen, während bei kompakter
Bedeckung meist jede Ansprechempfindlichlieit auf NIeßwertändernngen vollständig
verlorengeht.
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Es sind bereits Anordnungen bekannt, bei welchen Elektroden, z. B.
Antimon- oder Glaselektroden, einer dauernden Reinigung unterzogen werden. So ist
z. B. eine Reinigungsvorrichtung bekannt. bei welcher die Antimonelelitrode durch
eine rotierende Bürste c;tändig gereinigt wird. Ferner ist es bekannt, eine Glaselektrode
mit spezieller Membranform mittels einer Gummimembran, welche sich längs der Elektrode
auf und ab bewegt, oder mittels einer rotierenden Gummibürste rein zu halten. Diese
beiden rein mechanisch arbeitenden Verfahren haben aber den Nachteil. daß fiir die
notwendigen, mechanisch bewegten Teile (Alltriebsorgane, wie Wellen, Gestänge usw.)
dichte Durchführungen in den Aleßraum benötigt werden.
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Anderseits können in direkter Berührung mit der Elektrode stehende
Reinigungselemlente nach kurzer Zeit selbst verkrusten und dadurch unwirksam werden;
durch sich zwischen Elektrode und Reinigungselement festklemmende Schmutzkörper
kann außerdem die Elektrode beschädigt werden. Werden zur Reinigung Gummiteile verwendet,
so miissen diese
zufolge ihrer beschränkten Lebensdauer öfters kontrolliert und ersetzt
werden.
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Diese Nachteile sind beim Verfahren nach vorliegender Erfindung vermieden;
es ist dadurch gekennzeichnet. daß von dem aus Flüssigkeit und Elektrode gebildeten
System mindestens das eine Element einer Schallschwingung, zweckmäßig einer Ultraschallschwingung,
unterworfen wird.
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Entsprechend besitzt die ebenfalls Erfindungsgegenstand bildende
Einrichtung zur Durchführung des genannten Verfahrens eine Schallgebervorrichtung,
die dazu bestimmt ist, mindestens das eine Element des aus Flüssigkeit und Elektrode
gebildeten Systems einer Schallschwingung zu unterwerfen.
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An Hand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Einrichtung zeigt, soll im folgenden das Verfahren nach der Erfindung beispielsweise
erläutert werden. Es zeigt Fig. 1 in Ansicht eine der p-AIessung dienende Tauch-Meßapparatur
mit Reinhalteeinrichtung nach der Erfindung und Fig. 2 in größerem WIaßstab eine
Einzelheit aus Fig. 1, teilweise im Axialschnitt.
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In Fig. 1 ist 1 eine Taucharmatur von an sich bekannter Bauart, an
welcher eine die flüssigkeitsdichte Einführung eines elektrischen Anschlußkahels
(nicht
gezeichnet) ermöglichende Stopfbüchse 2 vorgesehen ist. Aus dem eintauchseitigen
Ende der Armatur 1 ragt eine Glaselektrode 3 und mit Abstand von dieser eine Bezugelektrode
4. Die beiden Elektroden 3 und 4 sind flüssigkeitsdicht aus dem Boden 5 der Taucharmatur
1 herausgeführt. Am Boden 5 sind Haltestäbe 6 befestigt, an deren freien Gewindeenden
eine Platte 7 festgeschraubt ist. An der Platte 7 ist mittels Bolzen 8 ein Träger
9 einer magnetostriktiven Ultraschallvorrichtung aufgehängt. Diese Vorrichtung besitzt
einen Schwinger 10 hekannter Ausführung aus Nickelblech, der eine Erregerwicklung
11 trägt. Der den Elektroden 3, 4 zugekehrte Kopf 10a des Schwingers 10 ragt in
eine SIittelöffnung 7a der Platte 7 hinein (Fig. 2).
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Zum Gebrauch der beschriebenen Äleßapparatnr wird die Armatur 1 mit
den von ihr getragenen Teilen 2 bis 11 in die kontinuierlich zu kontrollierende
Fliissigkeit eingetaucht. Wird nun die Ultraschallgel)ervorrichtung 10, 11 in Betrieb
gesetzt, so wird die den Schwinger 10 umgebende Flüssigkeit einer IGltraschallschwingung
ausgesetzt, wodurch die Elektroden 3, 4 aus der Flüssigkeit beschallt werden. Es
hat sich gezeigt, daß durch diese Beschallung ein Ahsetzen von Festkörpern aus der
Flüssigkeit an der Glaselektrode 3 einwandfrei verhindert werden kann.
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Ein anderes Verfahren, um die das Reinhalten der Elektroden bewirkende
Schallschwingung auf die zu kontrollierende Flüssigkeit zu übertragen, besteht darin,
die Schallgebervorrichtung außerhalh des die Flüssigkeit enthaltenden Gefäßes anzuordnen.
l n diesem Fall kann man den Schwinger auf eine in der Gefäßwandung z. B. im Gefäßboden
angeordnete AIembran wirken lassen, welche ihrerseits die Flüssigkeit beschallt.
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Das mit Beschallung z. B. durch Ultraschallschwillgungen arbeitende
Verfahren zur Reinhaltung der Elektroden kann auch so durchgeführt werden, daß man
die rein zu haltende Elektrode selbst gegenüber der sie umgebenden Flüssigkeit direkt
in Sdwingungen versetzt. Auch in diesem Fall kann die Schallgebervorrichtung so
angeordnet sein, daß sie entweder mit der Elektrode in die Flüssigkeit eintaucht
oder gekapselt in die Taucharmatur eingeschlossen ist.
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Beim gezeichneten Beispiel werden sowohl die Glaselektrode 3 als
auch die Bezugselektrode 4 heschallt. Es versteht sich, daß auch Anordnungen möglich
sind. bei welchen nur die eine oder die andere dieser Elektroden beschallt wird,
je nachdem, welche Elektrode rein gehalten werden soll. In diesem
Fall ist es zweckmäßig,
die Schallgebervorrichtung direkt auf die betreffende Elektrode wirken zu lassen.
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In analoger Reise läßt sich das heschriebene Verfahren auch bei anderen
als zur p-AIessung dienenden Meßapparaten anwenden, welche zur kontinuierlichen
Kontrolle irgendeiner elektrisch erfaßbaren Eigenschaft einer Flüssigkeit dienen.
So kann das Verfahren z. B. auch zur Reinhaltung der Elektroden von der Messung
der Leitfähigkeit einer Flüssigkeit diencndell Apparaturen angewendet werden.
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PATLNT.Ns Pi tCiIE: 1. Verfahren zum Reinhalten von in eine Flüssigkeit
eintauchenden Elektroden zur kontinuierlichen Kontrolle elektrisch erfaßbarer Eigenschaften
der Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet. daß von dem aus Flüssigkeit und Elektrode
gebildeten System mindestens das eine Element einer Schallschwingung unterworfen
wird.