DE1206081B - Vorrichtung zum Bestimmen der spezifischen elektrischen Leitfaehigkeit von Elektrolyten - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

GOIr

Deutsche Kl.: 2Ie-29/01

N19194IXd/21e
15. November 1960
2. Dezember 1965

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bestimmen der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit von Elektrolyten, bei der weder eine Verschmutzung der Strom- oder Spannungselektroden noch elektrische und/oder magnetische Felder das Meßergebnis in unzulässigem Umfang beeinträchtigen.

Die Vorrichtung besteht aus einer Röhre aus Isolierstoff mit zwei Elektroden zum Zuführen eines Stromes und zwei Elektroden zum Entnehmen einer Spannung. Bei der Messung befinden sich die Elektroden im Elektrolyten.

Aus den gemessenen Werten des Stromes und der Spannung kann der Widerstand R zwischen dem ersten Elektrodenpaar, den Spannungselektroden, berechnet werden, aus dem dann mittels der Formel

_ C
^R==lc

die Leitfähigkeit k bestimmt werden kann. 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 die Umgebung ab. as

Um die Polarisation der Elektroden möglichst gering zu machen, dient in bekannter Weise als Meßstrom ein Wechselstrom. Dieser Strom kann dadurch nahezu unabhängig von der Art des Elektrolyten gemacht werden, daß die den Strom liefernde Spannungsquelle in bekannter Weise in Reihe mit einem Widerstand geschaltet wird, der groß ist im Verhältnis zum Widerstand zwischen den Stromelektroden. Der Spannungsmesser soll möglichst wenig Strom aufnehmen, um Polarisierung der Spannungselektroden zu verhüten.

Es ist eine Elektrodenanordnung bekannt, bei der in einer Isolierstoffröhre ein Paar von ringförmigen Spannungselektroden sich außerhalb der Mitte der Röhre zwischen einem anderen Paar von ebenfalls ringförmigen Stromelektroden befindet, so daß also alle Elektroden in der Röhre räumlich hintereinander angeordnet sind. Die Spannungsverteilung ist hierbei in starkem Maße von einer Verschmutzung der Stromelektroden abhängig, die als Reihenwiderstand im Stromkreis der Stromelektroden aufgefaßt werden kann.

Bei dieser bekannten Anordnung kann lediglich eine der Spannungselektroden auf Erdpotential gelegt werden, während das Potential des Elektrolyten dem Einfluß innerer und/oder äußerer elektrischer und/oder magnetischer Felder unterworfen ist und Vorrichtung zum Bestimmen der spezifischen
elektrischen Leitfähigkeit von Elektrolyten

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,

Eindhoven (Niederlande)

Vertreter:

Dr. rer. nat. P. Roßbach, Patentanwalt,

Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Als Erfinder benannt:

Pieter Geert Kuipers, Eindhoven (Niederlande)

Beanspruchte Priorität:

Niederlande vom 18. November 1959 (245 530)

somit unbestimmt bleibt, außerdem durch eine Verschmutzung der Stromelektroden verändert werden kann. Zwar ist es möglich, durch entsprechende Bemessung von Widerständen den Strom nachzustellen, doch erfordert dies eine ständige Beobachtung und ist somit recht nachteilig.

Will man eine Anordnung schaffen, die von derartigen Nachteilen frei ist, so muß man dafür sorgen, daß eindeutige, konstante und bekannte Potentialverteilungen vorliegen. Eine solche Anordnung anzugeben, ist das Ziel der Erfindung, und sie ist dadurch gekennzeichnet, daß die Stromelektroden eine im Verhältnis zur Querschnittsfiäche der Röhre kleine Oberfläche aufweisen, d. h. nahezu punktförmig ausgebildet sind, und im mittleren Teil des Röhrenmantels in einer Entfernung von den Röhrenenden, die größer als der Röhrendurchmesser ist, etwa diametral einander gegenüber angeordnet sind, und daß die Spannungselektroden einesteils aus zwei an den beiden Enden der Röhre vorgesehenen, z. B. ringförmig ausgebildeten, jedoch auf Erdpotential liegenden Elektroden, anderenteils aus einer etwa stabförmig ausgebildeten Elektrode, die in der Nähe einer der beiden Stromelektroden und vorzugsweise in der Verbindungsebene der Stromelektroden angeordnet ist, bestehen.

Die Erfindung ist von besonderer Bedeutung für das Messen der spezifischen Leitfähigkeit verunreinigter Elektrolyte und Suspensionen.

Die Meßstrecke, über der die Potentialdifferenz als Meßwert abgegriffen wird, liegt also zwischen den

509 740/181

beiden Stromelektroden, und die eine Spannungselektrode (7) entnimmt gewissermaßen als Sonde das zu erfassende Potential in der Nähe einer der beiden Stromelektroden, und zwar in der durch diese Stromelektroden gebildeten Ebene.

Ringförmige Spannungselektroden (4, 5) bieten dabei gewisse Vorteile. Einmal tragen sie zu einer rotationssymmetrischen Feldverteilung und damit zu konstanten und übersehbaren Verhältnissen bei, zum anderen bieten sie einer ein- oder durchströmenden Flüssigkeit den geringsten Widerstand. Da diese Elektroden zugleich auch auf Erdpotential liegen, liegt auch die Flüssigkeit in der Röhre auf Erdpotential, mit Ausnahme der näheren Umgebung der Stromelektroden. Jedenfalls wird sich eine Erdpotentiallinie, die mit der Achse der Zelle zusammenfällt, einstellen. Da nun aber, wie oben ausgeführt, die freie Spannungselektrode (7) nicht in der Zellenmitte, sondern in der Nähe einer der Stromelektroden angeordnet ist, weist sie dieser Stromelektrode gegenüber eine Spannungsdifferenz auf, nämlich die gewünschte Meßspannung.

Die Erfindung wird jetzt an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der

F i g. 1 eine Tauchzelle und

Fig. 2 eine Durchflußzelle nach der Erfindung darstellt.

Die Vorrichtung nach F i g. 1 ist bestimmt, um in einen Behälter mit einem Elektrolyten getaucht zu werden, und besteht aus einer Röhre 1 aus Isoliermaterial, die an beiden Enden offen ist und etwa in der Mitte mit Stromelektroden 2 und 3 versehen ist, die isoliert herausgeführt und mit der Sekundärwicklung eines Speisetransformators 6 verbunden sind. An den Enden befinden sich innerhalb der Röhre ringförmige Elektroden 4 und 5 aus leitendem Material, die miteinander verbunden und geerdet sind. Weiter befindet sich in der Nähe einer der Stromelektroden eine Spannungselektrode 7, die ebenfalls isoliert herausgeführt ist. Diese Herausführung, ebenso wie die Verbindung der Elektroden 4 und 5, ist mit einem Verstärker 8 für die zwischen den Spannungselektroden auftretende Spannung verbunden. Die Ausgangsspannung wird mit einem Meßinstrument 9 gemessen. 10 ist ein Widerstand, der groß ist hinsichtlich des Widerstandes zwischen den Elektroden 2 und 3, so daß der Strom nahezu nur durch den Widerstand 10 bestimmt wird und als konstant angenommen werden kann.

Wenn der Abstand zwischen jedem der Ringe 4 und 5 und den Elektroden 2 und 3 genügend groß ist, z. B. größer als dreimal der Durchmesser der Röhre, hat die Form der Elektroden 4 und 5 nahezu keinen Einfluß mehr auf den Stromverlauf zwischen den Elektroden 2 und 3 in der Röhre, besonders wenn diese letzteren punktförmig sind.

Dabei befindet sich die freie Spannungselektrode 7 in der Nähe einer der beiden Stromelektroden.

F i g. 2 zeigt eine Vorrichtung zum Messen der spezifischen Leitfähigkeit einer strömenden Flüssigkeit. Diese fließt durch die Metallröhre 11 hindurch. Die Vorrichtung kann hier einfach aus einer Isolierbekleidung 12 eines Teils der Innenwand der Röhrenwand 11 bestehen. Die Stromelektroden und die eine Spannungselektrode sind isoliert durch die Röhrenwand hindurchgeführt. Die andere Spannungselektrode wird durch die Röhre 11 selbst gebildet.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Bestimmen der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit von Elektrolyten, bestehend aus einer Röhre aus Isolierstoff mit zwei Elektroden zum Zuführen eines Wechselstromes und zwei Elektroden zum Entnehmen einer Spannung, dadurch gekennz ei chn et, daß die Stromelektroden (2, 3) eine im Verhältnis zur Querschnittsfläche der Röhre (1) kleine Oberfläche aufweisen, d. h. nahezu punktförmig ausgebildet sind, und im mittleren Teil des Röhrenmantels in einer Entfernung von den Röhrenenden, die größer als der Röhrendurchmesser ist, etwa diametral einander gegenüber angeordnet sind, und daß die Spannungselektroden einesteils aus zwei an den beiden Enden der Röhre (1) vorgesehenen, z. B. ringförmig ausgebildeten, jedoch auf Erdpotential liegenden Elektroden (4, 5), anderenteils aus einer etwa stabförmig ausgebildeten Elektrode (7), die in der Nähe einer der beiden Stromelektroden und vorzugsweise in der Verbindungsebene der Stromelektroden angeordnet ist, bestehen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander verbundenen Spannungselektroden (4, S) aus einer eine Isolierröhre (12) umgebenden und diese an beiden Enden überragenden Metallröhre (11) gebildet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2599413.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

509 740/181 11.65 © Bundesdruckerei Berlin