DE1127463B

DE1127463B - Device for measuring the electrical conductivity of flowing electrolytes

Info

Publication number: DE1127463B
Application number: DEN19135A
Authority: DE
Inventors: Pieter Geert Kuipers
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1959-11-07
Filing date: 1960-10-03
Publication date: 1962-04-12

Description

Vorrichtung zum Messen der elektrischen Leitfähigkeit von fließenden Elektrolyten Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Messen der elektrischen Leitfähigkeit von fließenden Elektrolyten, bestehend aus einem Durchlaufrohr aus Isolierstoff mit einem Stromelektrodenpaar zum Zuführen eines elektrischen Stromes und einem Spannungseiektrodenpaar zum Entnehmen einer elektrischen Spannung. Device for measuring the electrical conductivity of flowing Electrolytes The invention relates to a device for measuring the electrical Conductivity of flowing electrolytes, consisting of a flow tube Insulating material with a pair of current electrodes for supplying an electrical current and a pair of voltage electrodes for drawing an electrical voltage.

Aus den gemessenen Werten des Stromes und der Spannung kann der Widerstand R zwischen den Spannungselektroden bestimmt werden, aus dem- mitc teils der Formel R = die Leitfähigkeit k abgeleitet werden kann. The resistance can be determined from the measured values of the current and the voltage R between the voltage electrodes can be determined, from which partly the formula R = the conductivity k can be derived.

Hierbei ist C eine Konstante, die sogenannte Zellenkonstante, der durch die Spannungselektroden gebildeten Leitfähigkeitszelle. Diese Konstante hängt unter anderem von der Form, der Größe und der Anordnung der Elektroden in bezug aufeinander und in bezug auf die Umgebung ab. Here, C is a constant, the so-called cell constant, the conductivity cell formed by the voltage electrodes. This constant depends inter alia on the shape, size and arrangement of the electrodes each other and in relation to the environment.

Um die Polarisation der Elektroden und dadurch die Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung möglichst gering zu machen, dient als Meßstrom in bekannter Weise ein Wechselstrom. About the polarization of the electrodes and thereby the phase shift Making the between current and voltage as low as possible is used as a measuring current in the well-known Way an alternating current.

Der Strom kann dadurch-nahezu unabhängig von der Art des Elektrolyten gemacht werden, daß eine Spannungsquelle in Reihe mit einem Widerstand geschaltet wird, der groß ist im Verhältnis zum Widerstand zwischen den Stromelektroden. The current can thereby - almost independently of the type of electrolyte can be made that a voltage source is connected in series with a resistor which is large in proportion to the resistance between the current electrodes.

Der Voltmeter für die Spannungsmessung soll möglichst wenig Strom aufnehmen, um eine Polarisation der Spannungselektroden zu verhüten. The voltmeter for voltage measurement should have as little current as possible record to prevent polarization of the voltage electrodes.

Die Vorrichtung nach der Erfindung ist besonders zum Messen der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit von verunreinigten fließenden Elektrolyten be stimmt. Hierbei tritt die Gefahr von Verunreinigung der Elektroden auf, wodurch sich der tJbergangswiderstand ändert. The device according to the invention is particularly suitable for measuring the specific electrical conductivity of contaminated flowing electrolytes is determined. There is a risk of contamination of the electrodes, which causes the The transition resistance changes.

Die bisher bekannten Vorrichtungen zum Messen der Leitfähigkeiten von Elektrolyten, die auf dem Prinzip der Strom- und Spannungsmessung beruhen, sind mit Rücksicht auf die Verunreinigung der Elektroden unverwendbar, weil sich durch die Verunreinigung der Stromweg und also auch die Zellenkonstante ändert. Eine fließende Flüssigkeit wird außerdem im allgemeinen über die Rohrleitungen geerdet sein, wodurch, wenn nicht eine besondere Zellenkonstruktion verwendet wird, Ströme entstehen, die an der Meßzelle vorbeifließen. The previously known devices for measuring conductivity of electrolytes, which are based on the principle of current and voltage measurement In consideration of the contamination of the electrodes unusable because through the contamination of the current path and therefore also the cell constant changes. A flowing one In addition, liquid will generally be earthed via the pipelines, which means that, if a special cell construction is not used, currents arise that flow past the measuring cell.

Die Erfindung bezweckt, eine in dieser Hinsicht verbesserte Vorrichtung zu schaffen, bei der es außerdem möglich ist, eine der Spannungselektroden zu erden. The invention aims to provide a device which is improved in this respect in which it is also possible to ground one of the voltage electrodes.

Die Erfindung besteht darin, daß bei der Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art das Durchlaufrohr einen ringförmig geschlossenen Kanal bildet, der an zwei in- demselben Rohrquerschnitt möglichst weit auseinanderliegenden Punkten mit Zu- und Abflußleitungen derart schräger Ein- bzw. Ausmündung versehen ist, daß die Flüssigkeit den Kanal durchströmt, und daß sich eine der Spannungselektroden an der Mündungsstelle der Zu- bzw. Abflußleitungen befindet, während die anderen Elektroden in an sich bekannter Weise an hiervon entfernten Punkten im Kanal angeordnet sind. The invention consists in that in the device of the initially designated type the flow pipe forms a ring-shaped closed channel, at two points that are as far apart as possible in the same pipe cross-section is provided with inflow and outflow lines such inclined inlet and outlet that the liquid flows through the channel, and that one of the voltage electrodes located at the mouth of the inflow and outflow lines, while the other Electrodes arranged in a manner known per se at points remote therefrom in the channel are.

Die Strömung der Flüssigkeit durch den Kanal wird dadurch erhalten, daß die Zu- und Abflußröhren einigermaßen tangential hinsichtlich der Achse des Gefäßes angeordnet werden. Der Kanal kann als Toroid ausgebildet sein mit überall demselben Durchmesser und den Stromelektroden diametral einander gegenüber. The flow of liquid through the channel is maintained by that the inlet and outlet pipes are somewhat tangential with respect to the axis of the Be arranged vessel. The channel can be designed as a toroid with everywhere the same diameter and the current electrodes diametrically opposite each other.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel in vereinfachter Form dargestellt ist, näher erläutert. The invention is based on the drawing, in which an embodiment is shown in simplified form, explained in more detail.

Fig. 1 zeigt die körperliche Gestaltung des Durchlaufrohres für die Flüssigkeit, Fig. 2 die elektrische Schaltung und Fig. 3 ein elektrisches Analogen. Fig. 1 shows the physical design of the flow tube for Liquid, FIG. 2 the electrical circuit and FIG. 3 an electrical analog.

In Fig. 1 ist mit 1 ein hohles Toroid aus Isoliermaterial bezeichnet, das mit einer Zuflußleitung 2 und einer Abflußleitung 3 für einen fließenden Elektrolyten versehen ist. Die Zuflußleitung 2 ist schräg zu der Oberseite des Toroids gerichtet und die Abflußleitung schräg zu der Unterseite, wobei die Achsen parallel sind und etwa einen Zylinder berühren, der als Achse die Achse des Toroids hat. Auf diese Weise wird erzielt, daß die Flüssigkeit zirkuliert und also immer erneuert wird. Die Zu- und Abflußröhre kann aus Metall sein und mit einem äußeren Flüssigkeitsstromkreis verbunden werden. Bei den Mündungsöffnungen befindet sich eine Spannungselektrode 4. Die Stromelektroden sind mit 6 und 7 bezeichnet und etwa einander diametral gegenüber im Innenraum angeordnet. Sie sind ferner, wie aus Fig. 2 hervorgeht, Über einen hohen Widerstand 8 mit der Sekundärwicklung eines Speisetransformators 9 verbunden. Die zweite Spannungselektrode 5 ist zwischen den Elektroden 4 und 7 im Durchlaufrohr 1 angeordnet. Die Spannungselektroden 4 und 5 sind mit einer Meßvorrichtung 10 verbunden. Wenn die Mündungsröhren 2 und 3 aus leitendem Werkstoff bestehen und, wie in Fig. 2 gezeigt, außerhalb des Rohres 1 elektrisch verbunden sind, so wird eine virtuelle Elektrode durch die Ausmündungen gebildet, wodurch die Strömung nicht gestört wird. Diese Elektrode befindet sich auf Erdpotential, so daß keine Kreisströme an der Zelle vorbeifließen können. Die Flüssigkeit kann einmal oder teils auch mehrere Male zirkulieren. In Fig. 1, 1 denotes a hollow toroid made of insulating material, that with an inflow line 2 and a drain line 3 for one flowing electrolyte is provided. The inflow line 2 is oblique to the top of the toroid directed and the drain line inclined to the underside, the Axes are parallel and roughly touching a cylinder, which is the axis of the Has toroids. In this way it is achieved that the liquid circulates and so is always renewed. The inlet and outlet pipe can be made of metal and with a external fluid circuit are connected. Located at the mouth openings a voltage electrode 4. The current electrodes are denoted by 6 and 7 and arranged approximately diametrically opposite one another in the interior. You are further As can be seen from Fig. 2, via a high resistance 8 to the secondary winding a feed transformer 9 connected. The second voltage electrode 5 is between the electrodes 4 and 7 are arranged in the flow tube 1. The voltage electrodes 4 and 5 are connected to a measuring device 10. When the muzzle tubes 2 and 3 consist of conductive material and, as shown in Fig. 2, outside the tube 1 are electrically connected, a virtual electrode is created through the outlets formed so that the flow is not disturbed. This electrode is located to earth potential so that no circulating currents can flow past the cell. the Fluid can circulate once or sometimes several times.

Elektrisch kann die Anordnung wie in Fig. 3 dargestellt wiedergegeben werden. Die Widerstände sind hier die Widerstände der Flüssigkeit. Electrically, the arrangement can be reproduced as shown in FIG. 3 will. The resistances here are the resistances of the liquid.

Eine Verunreinigung der Stromelektroden der Vorrichtung nach der Erfindungskann keine~nennenswerte Anderung des Stromlaufes zur Folge haben. Contamination of the device's current electrodes according to the The invention cannot result in any significant change in the current flow.

Dadurch, daß die Stromelektroden geometrisch klein gewählt werden im Vergleich zu den Abmessungen der Toroids, wird die Aussicht, daß sich das Verhältnis zwischen den Strömen von der einen Stromelektrode zu der anderen über die zwei möglichen Wege durch Verunreinigung ändert; praktisch beseitigt.In that the current electrodes are chosen to be geometrically small Compared to the dimensions of the toroids, the prospect will increase the ratio between the currents from one current electrode to the other via the two possible ones Changes paths through pollution; practically eliminated.

Ein Nebenvorteil der Vorrichtung ist, daß Luftblasen durch die Zyklonwirkung schnell entfernt werden. A side advantage of the device is that air bubbles due to the cyclone effect can be removed quickly.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for measuring electrical conductivity of electrolytes, consisting of a flow tube made of insulating material with a pair of current electrodes for supplying an electric current and a pair of voltage electrodes for removal an electrical voltage, characterized in that the flow tube has a Forms an annular closed channel that is connected to two in the same pipe cross-section As far apart as possible points with inflow and outflow lines so inclined One or. Outlet is provided that the liquid flows through the channel, and that one of the voltage electrodes is at the point where the inlet or outlet lines open is located, while the other electrodes are removed from it in a manner known per se Points are arranged in the channel.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the channel has the shape of a toroid and the inflow and outflow lines tangential with parallel Axes open at diametrically opposite points of the cross section.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the channel has the same diameter everywhere and the current electrodes are diametrically opposite one another are arranged opposite.

4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the inlet and outlet pipes are made of metal and at the same time the one voltage electrode form or are directly connected to it in a conductive manner.

References considered: U.S. Patents No. 2,599 413, 2892976.