DE1452240U - - Google Patents

Description

• Leitfähigkeitsmesser, der duroh temperaturabhängige Widerstän-

  de eine Konzentrationaanzeige ergibt die unabhängig von der

  ---- Temperatur ißt.

• Bei der Ermittlung von Elektrolyt-Konzentrationen mit Hilfe der Messung der elektrischen Leitfähigkeit von Losengen dieser Elektrolyte wendet man gewöhnlich Mittel an, um unabhängig von der Temperatur, bei der die Messung stattfindet, eine direkte Anzeige des Gehaltes des Elektrolyten, beispielsweise eines Salzes in Wasser zu erhalten. Es ist z. B. bekannt, in einer Wheatston'schen Brücke den unbekannten Elektrolyten mit einem Elektrodenpaar zu messen, während man zur Ausmerzung des Temperatureinflusses der Leitfähigkeit in einem anderen Zweige der Brücke den Elektrolyten in bestimmter Konzentration, in einem abgeschlossenen Gefäss, einem zweiten Elektrodenpaar aussetzt, um den Einfluss der Temperatur praktisch bei allen von dem Messgerät erfassten Konzentrationen auszumerzen.
• Um die Anwendung eines derartigen flüssigen Vergleichswiderstandes mit seinen Unanehmlichkeiten umgehen zu können, verwendet man zur Ausmerzung des Temperatureinflusses auf die Anzeige des Elektrolytgehaltes auch Widerstände aus metallischen Leitern, die bekanntlich eine viel geringere Temperaturabhängigkeit des Leitvermögens mit ausserdem entgegengesetzten Vorzeichen aufweisen. In diesen bekannten @nordnungen verwendet man zwei soloher Widerstünde derart, dass der eine in Reihe mit dem zu messenden Elektrolytwiderstand liegt, ein zweiter Widerstand jedoch im Nebenaohluss. Es sind die beiden Schaltungen Bild I und II möglich, in denen 1 daa Elektrodenpaar zur Messung des Elektrolytwiderstandes, 2 don Nebenschluß-und 3 den Reihenwiderstand darstellen. Es ist leicht naohzuweisen, dass die Anordnung nur für zwei bestimmte Konzentrationen des Elektrolyten eine von der Temperatur unabhängige Anzeige gewährleistet, während für die übrigen Konzentrationen, etwa das Gebiet zwischen den bilden bestimmten Konzentrati@nen, mehr oder weniger schlecht kompensiert ist und ein oft erheblicher Temperaturfehler in dar Anzeige auftritt. Der Nebenschluß, der gewöhnlich einen verhältnismässig kleinen Widerstandswert gegenüber dem des Elektrolyten aufweist, beeinflußt den Gesamtspannungsabfall des Kombinationswiderstandes nämlich nur in dem Pa) 1 eines grossen Elektrolytwiderstandes, d. h. bei geringer Salzkonzentration, der verhältnismässig grosse Vorwiderstand dagegen bewirkt eine Temperaturunabhängigkeit des Gesamtwiderstandes infolge seines kleinen Temporautrkoeffizienten nur für den Fall eines geringen Elektrolytwiderstands-@ wertes, d. h. bei hoher Konzentration.
• Ein weiterer Nachteil der Anordnung ist, dass der oder die beiden temperaturabhängigen Metallwiderstände sich gewöhnlioh erst aus den Daten des zu bauenden @@ssgerätes, d. h. aus dem Umfang des Messbereiches und der Bauart der Elektroden berechnen lassen, dass sie also für praktisch jeden Alwen-

  dungsfall neu hergestellt werden müssen.

  'f. Gegenstand der Neuerung ist es, die geschilderten

  Mängel der bekannten Einrichtung zur Kompensation der Tempera-

  turabhängigkeit solcher Leitfähigkeitsmesser auszumerzen. Dies

  geschieht dadurch, dass man statt zweier, drei zusätzliche Widerstände aus metallischen Leitern anordnet, von denen mindestens einer einen Temperaturkoeffizienten aufweisen muss, während die beiden anderen auch aus temperaturunabhängigen Leitermaterial, wie Konstantan oder Manganin bestehen können. Es ist leicht einzusehen, dass man beispielsweise die Wirkung des temperaturabhängigen Widerstandes durch einen Nebenwiderstand aus Material mit dem Temperaturkoeffizienten Null abschwächen kann.
• Durch die Anwendung dreier Widerstände zur Ausmerzung des Temporaturfehlers erreicht man, wie sich auch durch Rechnung zeigen läßt, einen Freiheitsgrad mehr in der Bemessung der Kurven in dem Diagramm, das den Zusammenhang zwischen Konzentration (K) und Zeigerausschlag des Messinstrumentes (A) für versohiedene Temperaturen darstellt. Während bei Anwendung zweier Widerstände die Kurven gleicher Temperaturen in dem Bild NI ein Büschel darstellt, welches für eine bestimmte Tomporaturdifferenz eine oft schon störende Breite des Fehlers im Gebiet zwisehen den beiden kompensieren Punkten aufweist, findet sich bei Anwendung von drei Widerständen zur Ausmerzung des Temperaturfehlers bei entsprechender Wahl der Widerstände, dass das Kurvonbüsohel eine wesentlich geringere Breite aufweist, d. h. auch in dem Zwisohengebiet das Gerät besser kompensiert ist.
• (Bild III, gestrichelte Kurvensohar).
• Ein. weiterer Vorteil der Anwendung der Neuerung besteht darin, dass sie unabhängig von der Widerstandskapazität

  des Elektrodenpaares und in gewissen Grenzen vom Messbereioh-

  umfang stets möglich ist mit einem temperaturabhängigen Wider-

  von

  standganz bestimmtem Widerstandswert. Dadurch ist es mögliche

  handelsübliche als Widerstandsthermometer weit verbreitete Ge-

  räte zu benutzen, ohne auf Sonderfertigung, wie bishor, ange-

  wiesen zu sein. Die dabei notwendige Verschiedenheit der vorzugsweise temperaturunabhängigen weiteren Kompensationswiderstände stellt keine technische Schwierigkeit dar, weil diese Widerstände in Form von kleinon Widerstandsapulen auch ausserhalb der Elektrolytmesseinrichtung liegen können, denn ihre Temperatur geht nicht in die Messung ein. Sie können fernerhin auch genügend klein bemessen werden, weil eine Stromorwärmung für das Messergebnis ohne Belang ist, Voraussetzungen, die für den temperaturempfindliohen Widerstand nicht zutreffen der deshalb mit verhältnismässig grossem Aufwand hergestellt werden muss, In Abbildung IV ist die Neuerung dargestellt. In diesem Anwendungsbeispiel wird eine Wheatstonebrüoke benutzt, die den Vorteil hat, die Messbereichgrenzenwillkürlich festlegen zu können. 1 ist das die Messvorriohtung bildende Elektrodenpaar, 2 der temperaturabhängige Widerstand, für den man vorzugsweise ein handelsübliches Widerstandsthermometer verwendet. 3 und 4 sind zwei weitere für die Kompensation unbedingt notwendige Widerstände, die vorzugsweise aus temperaturunabhängigem Material bestehen. 5, 6 und 7 sind die Widerstände der übrigen Zweige der Wheatstone-Brlioke, 8 die Stromquelle, beispielsweise ein Konstantspannungswandler, und 9 ein Anzeigoinstrument.
• An Stelle der dargestellten Einrichtung kann man auch, wenn eine starke Abkürzung des Messbereiches nicht erwünscht ist, den Spannungsabfall des Kombinationswi@ rstandes aus dem Elektrodenpaar und drei weiterer metallischer Kompensationswiderstände zur Anzeige der Elektrolytkonzentration benutzen. In diesem Fall wird der Komponsationswiderstand mit konstantem Strom beschickt. Legt man ihn an konstante Spannung, so ist die durch den Kcmpensationswiderstand tretende Stromstärke ein Mass für den Elektrolytgehalt. Als Messinstrument verwendet man zweckmässig Drehspulinstrumente mit vorgeschalteten Messgleichrichtern. Im Falle der Anwendung niohtkonstanter Netzspannung

  verwendet man Kreuzspulinstrumente, deren Richtkreis ebenfalls

  mit einem Messgleiohrichtor versehen wird. Erst die Anwendung dieser empfindlichen Messgeräte machte es möglich, auch kleine

  Messbereiche für Salzkonzentrationen in dieser Weise genauestens

  tempcraturunabh'mgig auszuführen. Man kann aber in anderen Fäl-

  len auch unmittelbar Wechselstromgeräte, vorzüglich Quotientenmesswerke verwenden.
• 4 Figuren, 3 Ansprüche. Sohutzansprüche :

Claims (3)

1. Schutzansprüche: 1.) Leitfähigkeitsmessor, der durch temporaturabhän- gige Widerstände eine Konzentrationsanzeige ergibt, die unabhängig von der Temperatur des Elektrolyten ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens drei zusätzliche Widerstände angowendet werden, von denen mindestens einer einen negativen Temperaturkooffizienten der Leitfähigkeit aufweist.
2. 2. 1 Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenulzeich- not, das$ für den temperaturabhängigen Metallwiderstand ein Wi- derstandsthermometer von normaler Eichserie verwendet wird.
3. 3. ) Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu dem Thermometer ein temperaturunabhängiger Widerstand angeordnet ist.