DE1806486A1

DE1806486A1 - Electrolytic moisture meter

Info

Publication number: DE1806486A1
Application number: DE19681806486
Authority: DE
Inventors: Krostewitz Wolfgang P
Original assignee: American Standard Inc
Current assignee: Trane US Inc
Priority date: 1967-10-31
Filing date: 1968-10-31
Publication date: 1969-06-26
Also published as: FR1586079A

Description

"Elektrolytischer Feuchtigkeitsmesser" Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung von Feuchtigkeit und insbesondere ein elektrolytisches Hygrometer zur Messung der relativen Feuchtigkeit. "Electrolytic Moisture Meter" The invention relates to one Device for measuring humidity and in particular an electrolytic hygrometer for measuring the relative humidity.

Zur Messung des Wassergehaltes verschiedener Materialien si@d mannigfaltige Verfahren und Vorrichtungen bekaunt. Solche werden beispielsweise lil uci. US-Patenten 2 830 945, 3 001 918, 3 014 858 und 3 240 693 heschrieben. Beio diesen Vorrichtungen wird die Substanz, deren Wassergehalt gemessen werden soll, au einem hygroskopischen Material vorbeigefUhrt. Die Feuchtigkeit wird durch das hygroskopische Material absorbiert oder adsorbiert, d.h. die Substanz wird bei Durchgang durch die Vorrichtung getrocknet. Diese herkömmlichen elektrolytischen Hygrometer enthalten zwei Elektroden, die mit dem hygroskopischen Material in Kontakt stehen und voneinander getrennt sind. Durch Anlegen einer elektrischen Spanrung zwischen di£-sen beiden Elektroden wird die -als Wasser durch das hygroskopische Material absorbierte oder adsorbierte Feuchtigkeit elektrolysiert, d.h, zu den Elementen Wasserstoff und Sauer stoff zerlegt. There are many ways to measure the water content of different materials Process and devices known. Such are, for example, lil uci. US patents 2 830 945, 3 001 918, 3 014 858 and 3 240 693. Beio these devices the substance whose water content is to be measured becomes hygroscopic Material passed. The moisture is due to the hygroscopic material absorbed or adsorbed, i.e. the substance becomes upon passage through the device dried. This conventional electrolytic Hygrometer included two electrodes that are in contact with the hygroscopic material and apart from each other are separated. By applying an electrical voltage between the two Electrodes is the -as water absorbed by the hygroscopic material or adsorbed moisture is electrolyzed, i.e. to the elements hydrogen and acid fabric disassembled.

Entsprechend der Faraday'schen Elektrolysegesetze ist der elektrische Strom, der zwischen des beide Elektroden während der Elelctrolyse durchfliesst direkt proportional zu der Menge des zersetzten Wassers. Daher kann die Menge des Wassers, das durch die Elektrolyse zersetzt worden ist, bestimmt werden. Durch Berechnung des durch die Vorrichtung gegangenen Materialvolumens uiid der Menge des zersetzten Wassers kaiin der Prozentsatz des in der Substanz vorhandenen Wassers bestimmt werden. According to Faraday's laws of electrolysis, the electrical Current that flows directly between the two electrodes during electrolysis proportional to the amount of decomposed water. Hence, the amount of water which has been decomposed by the electrolysis can be determined. By calculation the volume of material which has passed through the device and the amount of decomposed Water can be used to determine the percentage of water present in the substance.

Ein Nachteil solcher Vorrichtungen liegt darin, daß die gesamte Feuchtigkeit der Probe durch das hygroskopische Material absorbiert werden niUß, am genaue Messungen zu erhalten. Herkömmliche Vorrichtungen normaler Größe sind schon bei verhältnismässig niedrigen Feuchtigkeitsmengen mit Feuchtigkeit gesättigt. Solche Vorrichtungen werden beispielsweise nicht verwendet, wenn hohe Feuchtigkeitsgehalte bestimmt werden müssen. In der US-Patentschrift 2830 945 wird eine Vorrichtung beschrieben, mit der im Bereich von einigen ppm Wasser bis 2000 ppm Wasser gemessen werden kann. A disadvantage of such devices is that all of the moisture The sample must be absorbed by the hygroscopic material for accurate measurements to obtain. Conventional devices of normal size are already proportionate low levels of moisture saturated with moisture. Such devices are for example not used if high moisture contents have to be determined. In US Pat. No. 2,830,945, a device is described with which in the area from a few ppm water to 2000 ppm water can be measured.

Weitere Nachteile der herkömmlichen Vorrichtungen sind beispielsweise Instabilität gegenüber Feuchtigkeitsniveaus die größer sind als geplant, sehr lauge Rekonditionierungszeiten, Empfindlichkeit gegeniiber verschiedenen Chemikalien und Kontaminierungsgefahr, enge Feuchtigkeits-Arbeitsbereiche und/oder hohe Kosten aufgrund komplizierter elektronischer Schaltungen und/oder aufgrund einer komplizierten Probenahme. Further disadvantages of the conventional devices are for example Instability to moisture levels greater than planned, very lukewarm Reconditioning times, sensitivity to various chemicals and Risk of contamination, tight work areas with moisture and / or high costs due to complicated electronic circuits and / or due to complicated sampling.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung zur Bestimmung von Feuchtigkeit in Dampf oder einer flüssigen Phase oder Flüssigkeiten zu entwickeln, die preiswert in der Herstellung ist, eine höhere Empfindlichkeit und Stabilität besitzt und möglichst unabhängig ist von der Tempeatur. The invention is therefore based on the object of an improved Device for the determination of moisture in vapor or a liquid phase or to develop liquids that are inexpensive to manufacture, a higher one Has sensitivity and stability and is as independent of the temperature as possible.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß vorteilhafte Feuchtigkeitsmessungen der relativen Feuchtigkeit eines Mediums mit einer Vorrichtung zu erreichen sind, die folgenden Aufbau besitzt: zwei Elektroden, ein hygroskopisches Material, das mit beiden. Elektroden in Kontakt steht und verhindert, daß die Elektroden mit der Umgebung in Berührung kommen, eine Gleichstromquelle, die mit den Elektroden verbundes ist, und eine Strommeßvorrichtung, die ip der Schaltung mit der Gleichstromquelle und den Elektroden verbunden ist zwecks Messulüt des elektrischen Stromes der Gleichstromquelle, wobei der Strom eine Funktion der im System verbrauchten Anzahl von Wassermolekülen ist. Das hygroskopische Material ist ein in Feuchtigkeit nicht zerfliessendes Material, das mit dem zu analysicrenden Medium in freier und uneingeschränk ter Verbijidung steht, wodurch sich das hygroskopische Material mit dem Medium im Gleichgewicht befindet. Die Spannung zwischen den Elektroden ist wesentlich größer als die Zersetzuiigs-Spannung der Flüssigkeit, die au:2 dem hygroskopischen Material absorbiert wird. The invention is based on the knowledge that advantageous moisture measurements the relative humidity of a medium can be achieved with a device, has the following structure: two electrodes, a hygroscopic material that with both. Electrodes is in contact and prevents the electrodes with the Environment, a direct current source connected to the electrodes is, and a current measuring device, the ip of the circuit with the DC power source and is connected to the electrodes for the purpose of measuring the electrical current of the direct current source, whereby the current is a function of the number of water molecules used in the system. The hygroscopic material is a material that does not dissolve in moisture, that with the medium to be analyzed in free and unrestricted connection stands, whereby the hygroscopic material is in equilibrium with the medium is located. The voltage between the electrodes is much greater than the decomposition voltage the liquid that is absorbed by the hygroscopic material.

Die Erfindung betrifft einen Feuchtigkeitsmesser zur Bestimmung der relativen Feuchtigkeit einer Substanz, gekennzeichnet durch zwei Elektroden, ein hygroskopisches Material, das mit beiden Elektroden in Kontakt und mit der zu analysierenden Substanz in einer freien und uneingeschränkten Verbindung steht, eine Gleichstromquelle, die mit den EXcktroden verbunden ist, und eine Strommeßvorrichtung in der Leitung mit der Gleichstromquelle, 5 wobei die elektrisclle Spannung zwischen den Elektroden wesentlich größer ist als die Zersetzungsspannung der Flüssigkeit, die durch das hygroskopische Material absorbiert worden ist und wobei der Strom, der in dem System fliesst, eine Funktion der Molekülanzahl der im System absorbierten und zersetzten Flüssigkeit ist. The invention relates to a moisture meter for determining the relative humidity of a substance, characterized by two electrodes hygroscopic material in contact with both electrodes and with the one to be analyzed Substance is in a free and unrestricted connection, a direct current source, which is connected to the EXcktroden, and a current measuring device in the line with the direct current source, 5 being the electrical voltage between the electrodes is significantly greater than the decomposition voltage of the liquid, which is caused by the hygroscopic material has been absorbed and is the current flowing into the system flows, a function of the number of molecules absorbed and decomposed in the system Liquid is.

In der folgenden Beschreibung wird die Vorrichtung nach der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert Figur 1 ist eine schematische Darstellung einer evorzugten Aus führungsform der Vorrichtung nach der E@findung, i@ der Ei@zelhèiton eines Feuchtigkeitssensors und ei@er elektrischen Sehaltungsart gezeigt werden. In the following description the device according to the invention explained in detail with reference to the accompanying drawings figure 1 is a schematic representation of a preferred embodiment of the apparatus According to the invention, i @ the egg @ zelhèiton of a moisture sensor and an electrical one Type of posture are shown.

Figur 2 ist eine Planansicht eines Feuchtigke its scnsors , der mit der Vorrichtung nach Figur 1 ve@wendet werden kann. Figure 2 is a plan view of a humidity sensor included with the device of Figure 1 can be used @.

Figur 3 zeigt im Aufriss einen Querschnitt durch einen Feuchtigkeitssensor, von dem die eine Elektrode für Feuchtigkeit durchlässig ist und die Bewegung de@ Flüssigkeit nicht wesentlich hemmt. Figure 3 shows in elevation a cross section through a moisture sensor, of which one electrode is permeable to moisture and the movement of the @ Does not significantly inhibit fluid.

Figur 4 zeigt im Aufriss ei@en @uerschaitt du@ch einen Feuchtigkeitssensor, i@ dem e@ Elektrode beschränkt durchlässig ist für Feuchtigkeit u@@ alle a@deren Oberflächen des Sensors für Feuchtigkeit undurchlässig. sind. Figure 4 shows an elevation of a moisture sensor, i @ dem e @ electrode has limited permeability to moisture u @@ all a @ their Surfaces of the sensor impermeable to moisture. are.

Figur 5a ist eine Planansicht eines Feuchtigkeitssensors, in dem die Elektroden d@ ei@em hygroskopischen Material be-@e@tigt si@d, das in der Form ei@es dünnen Filmes vorhanden ist und das durch ei@ Trägerglied getragen wird. Figure 5a is a plan view of a moisture sensor in which the electrodes d @ ei @ em hygroscopic material needs si @ d that is in the form a thin film is present and which is carried by a support member.

Figur 5b ist ein Teilaufriss, der im Querschnitt den Sensor @ach Figur 5a darstellt. Figure 5b is a partial elevation showing in cross section the sensor @ach Figure 5a represents.

Figur 6 ist ein Seitenaufriss, der im Querschnitt einen Feuchtigkeitssensor zeigt, in dem eine Elektrode als Träger für den dünnen Film aus hygroskopischem Material dient, auf dem die Gegenelektrode befestigt ist. Figure 6 is a side elevation showing, in cross section, a moisture sensor shows, in which an electrode as a support for the thin film of hygroscopic Material is used on which the counter electrode is attached.

I@ Figur 1 ist eine Feuchtigkeitsdetektorscnaltung 10 dargestellt, die eine Spannungsquelle (Gleichstrom) 12, eiuen Feuchtigkeitssensor 14, eine e@ste Elektrode 10 und else zwelte Elektrode 20 besitzt, die mit dem Sensor 14 verbunden sund. I @ Figure 1 shows a moisture detector circuit 10, the one voltage source (direct current) 12, a moisture sensor 14, an e @ ste Electrode 10 and else has second electrode 20, which is connected to sensor 14 sund.

Ein Mikroamperementr 22 ist mit der Spannungsquelle 12 und den Elektroden 18 und 20 gleichgeschaltet, um des elektrischen Strom zu messen, der druch den Se@sor 14 durehgeht.A micro-amperement 22 is connected to the voltage source 12 and the electrodes 18 and 20 switched in line in order to measure the electric current flowing through the sensor 14 passes.

Ein Schreibera @sgang 24 liefert Meßwerte, wofllr der Eiustellwiderstand 26 und die Kalibrierungsschalter 28 vorhanden sind. Mit einem Empfindliehkeitsschulter 30 kann der Meßzweig mit den Widerständen 32 kurzgeschlossen werden entsprechend der erwünschten Empfindlichkeit. Ein widerstand 34 soll den Messer schützen, falls der Seusor 14 aus irgendwelchen Gründen kurzgeschlossen wird. A recorder output 24 supplies measured values, for which the adjustment resistance 26 and calibration switches 28 are present. With a shoulder of sensitivity 30, the measuring branch can be short-circuited with the resistors 32 accordingly the desired sensitivity. A resistor 34 is supposed to protect the knife in case the seusor 14 is short-circuited for some reason.

Die tatsächliche Meßschaltung besteht aus den Elementen 12, 14, 18, 20, 30, 32 und 34, Der Strom in dieser Schaltung wird durch den Feuchtigkeitsse@ser 14 kontrolliert und gesteuert. Die Abieseschaltung 22, 26 und 28 und der Schreiberausgang 24 sind so ausgestaltet, daß der Spannungsabfall zwischen den Widerständen 32 gemessen wird, der dem Strom proportional ist, der durch die Widerstände fliesst. The actual measuring circuit consists of elements 12, 14, 18, 20, 30, 32 and 34, The current in this circuit is passed through the moisture 14 controlled and controlled. The output circuit 22, 26 and 28 and the recorder output 24 are designed so that the voltage drop between the resistors 32 is measured proportional to the current flowing through the resistors.

Die Figur 2 bis 6 zeigen verschiedene Sensoren, die für die Vorrichtung nach Figur i verwendet werden können. Figures 2 to 6 show various sensors for the device can be used according to Figure i.

Der in Figur 2 gezeigte Sensor hat einen Körperteil 38, der die Form eines Statbes 38 besitzen kann und Endoberflächen hat, an deneu zwei separate Elektroden 18 und 20 befestigt sind. Der feuchtigkeitsempfindliche Teil des StabeCj besteht aus einem Elektrolyten. Dieser Elektrolyt besteht aus elnem hygroskopischen Material. Das hygroskopische Material sollte ein in Feuchtigkeit nieht zerfliessendes Material sein und vorzugsweise ein hohes Verhältnis von Oberflächenaktivität zu Chargenvolumen besitzen. The sensor shown in Figure 2 has a body portion 38 that has the shape of a statbe 38 and has end surfaces on which two separate electrodes 18 and 20 are attached. The moisture-sensitive part of the rodCj consists from an electrolyte. This electrolyte consists of a hygroscopic material. The hygroscopic material should be a material that does not dissolve in moisture and preferably a high surface activity to batch volume ratio own.

Die letztere Eigenschaft besitzen Materialien, die eiiie große Anzahl voll kleinen Poren haben, beispielsweise poröses Siliziumoxid-Borsäureglas, das entsprecherd den Verfahren hergestellt wird, die in "Material in Design Engineering" T.H. Elmer et al., 1962, Seiten 118 und 119, beschrieben sind. Keramische wärmebeständige Materialien wie beispielsweise Aluminiumoxid köunen in ähnlicher Weise mit einer großen Anzahl vo kleinen Poren versehen werden, wodurch sie hygroskopisch werden.The latter property is possessed by materials that are in great number fully have small pores, for example porous silica-boric acid glass, the is manufactured according to the process described in "Material in Design Engineering" T.H. Elmer et al., 1962, pp. 118 and 119. Ceramic heat-resistant Materials such as alumina can similarly use a large numbers of small pores are provided, making them hygroscopic.

Materialien wie beispielsweise Silicagel und Siliziumoxid-Borsäureglas haben die wesentlichen Vorteile, daß sie praktisch in deii meisten Flüssigkeiten einschliesslich Wasser unlöslich sind und daß ihr Gitterwerk unbeweglich ist in bezug auf die Eleltroden. Daher bleibt ihr Kontakt zwischen den Elektroden unverändert, sabst wenn Strom druchgeleitet wird oder Kräfte angewendet werden, die geringer sind als die brechkraft. Diese Materialien haben den weiteren Vorteil, daß sie im trockenen Zustand stabil sind1 selbst wenn sie einem elektrischen Strom unterworfen werden. Materials such as silica gel and silica-boric acid glass have the major advantages of being useful in most liquids including water are insoluble and that their latticework is immobile in with regard to the Eleltroden. Therefore, their contact between the electrodes remains unchanged, sabst when current is passed through or forces are applied that are lower are as the refractive power. These materials have the further advantage that she are stable in the dry state1 even when subjected to an electric current will.

Die Elektrolyten 38 (Figur 2), 38a (Figur 3) und 56 (Figuren 5a und 5b) befinden ach in einer freien und uneingeschränkten Verbindung mit den umgebenden Teilen. Dies bedeutet, daß die Wasserkonzentration in der Masse des Elektrolyten variiert entsprechend des 0itassergehaltes der umbgebenden Teile. Wenn eine Gleichstromspannung -an die Elektrodenpaare 18 und 20, 18a und 20a, und 52 und 54 angelegt wird, fl-iesst ein Strom entsprechend dem Ohmschen Widerstand des Elektrolyten. Es konnte jedoch festgestellt werden, daß nach einer gewissen Zeit Teile des Elektrolyten reben den Elektroden aus der Leitung von Wasser ausgeschlossen werden, wodurch eine Erhöhung des Widerstandes eintritt. Daduroh wird die Menge des Wassers, das zersetzt wird verringert. Schließlich stellt sich ein Gleichgewicht zwischen dem wachsenden Widerstand aufgrund des Wasserverbrauches und einem Erniedrigen des Widerstandes aufgrund von Wasserdiffusion in die ausgeschaltete -Zone der sogenannten "Diffusionszone" ein. The electrolytes 38 (Figure 2), 38a (Figure 3) and 56 (Figures 5a and 5b) are also in a free and unrestricted connection with the surrounding area Share. This means that the water concentration is in the bulk of the electrolyte varies according to the water content of the surrounding parts. When a DC voltage - is applied to the electrode pairs 18 and 20, 18a and 20a, and 52 and 54, flows a current corresponding to the ohmic resistance of the electrolyte. It could, however it can be found that after a certain time parts of the electrolyte tend to Electrodes are excluded from the line of water, causing an increase of resistance occurs. Daduroh becomes the amount of water that is decomposed decreased. Ultimately, there is a balance between the growing resistance due to the water consumption and a lowering of the resistance due to Water diffusion into the switched-off zone of the so-called "diffusion zone".

Wenn die an den Elektroden angelegte Spannung ausreichend hoch ist und genUgend Zeit seit demAnlegen-der Spannung verflossen ist, iet der Strom, der zwischen den Elektroden fliesst, direkt proportional zu dem Wasser, das von der Elektrolytmasse von den umgebenden Teilen zu den Elektroden diffundiert. Die Diffusionsrate ist abhängig von der Breite der Diffusionszone und dem Feuchtigkeitsgehalt des Chargenmaterials und der umgebenden Teile. When the voltage applied to the electrodes is sufficiently high and enough time has elapsed since the voltage was applied, the current is the flows between the electrodes, in direct proportion to the water that flows from the Electrolyte mass from the surrounding parts to the electrodes diffused. The diffusion rate depends on the width of the diffusion zone and the moisture content of the batch material and the surrounding parts.

Das hygroskopische Material befindet sich im Gleichgewicht mit den umgebenden Teilen, wenn eine freieund uneingeschränkte Verbindung zwischen dem hygroskopischen Material und den umgebenden Teilen besteht. Das heißt, daß die Feuchtigkeit aus den umgebenden Teilen immer inder Lage ist das Wasser zu ersetzen, das durch Elektrolyse entsprechend der Zersetzungsrate verbraucht worden ist. Der Feuchtigkeitsgehalt des hygroskopischen Materials hängt somit ab von der relativen Feuchtigkeit der umgebenden Teile und das Hygrometer ergibt Messwerte, die in direkter Relation zu.der relativen Feuchtigkeit des analysierten Mediums stehen, In einem System, in dem eine Beschränkung auferlegt wird, iFt der Diffusionsgradient so, daß der Wasserverbrauch immer grosser sein kann als die potentielle Wasserersetzungsrate. The hygroscopic material is in equilibrium with the surrounding parts if there is a free and unrestricted connection between the hygroscopic Material and the surrounding parts. That means that the moisture is out the surrounding parts is always able to replace the water that is produced by electrolysis has been consumed according to the rate of decomposition. The moisture content of the hygroscopic material depends on the relative humidity of the surrounding parts and the hygrometer results in measured values that are in direct relation to relative humidity of the medium being analyzed, in a system in which a constraint is imposed on the diffusion gradient so that the water consumption can always be greater than the potential water replacement rate.

Das hygroskopische Material hat in diesem Fall einen Feuchtigkeitsgehalt, der sich dem Wert Null unter normalen Betriebsbedingungen nähert. Die Hygrometerablesung in diesem Fall steht in direkter Relation zu der absoluten Feuchtigkeit in dem analysierten Medium.The hygroscopic material in this case has a moisture content which approaches zero under normal operating conditions. The hygrometer reading in this case is in direct relation to the absolute humidity in the analyzed Medium.

Die in den figuren 2, 3, 5a und 5b gezeigten Sensorstrukturen sind representativ für "relative Feuchtigkeitssensoren" während die in den Figuren 4 und 6 dargestellten Sensoren represenstativ sind für "absolute Feuchtigkeitssensoren". The sensor structures shown in Figures 2, 3, 5a and 5b are representative of "relative humidity sensors" while those shown in FIGS The sensors shown and 6 are representative of "absolute humidity sensors".

Die in Figur 3 und Figur 4 dargestellten Sensoren unterscheide sich darin, daß der Sensor nach Figur 3 mindestens eine Elektrode verwendet, die ausreichend porös ist, so daß das hygroskopische Material mit den umgebenden Teilen während des Betriebes des Systems im Gleichgewicht steht, während der in Figur 4 dargestellte Sensor eine Elektrode 18b besitzt, die ausreichend enge Poren besitzt, um zu verhindein, daß der Feuchtigkeitsgehalt desjllygroskopischen Materials 38b mit den umgebenden Teilen während der Verwendung im Gleichgewicht steht. Das Abdichtungsmittel im Zusammenhang mit der im wesentlichen zwingenden Elektrode 20b dient dazu, den Zugang zu dem hygroskopischen Material 38b zu den Öffnungen in der porösen Elektrode 18b zu begrenzen. The sensors shown in Figure 3 and Figure 4 are different in that the sensor of Figure 3 uses at least one electrode that is sufficient is porous, so that the hygroscopic material with the surrounding parts during the operation of the system is in equilibrium, while that shown in FIG Sensor has an electrode 18b, which has sufficiently narrow pores to prevent that the moisture content of the glygroscopic material 38b with the surrounding Sharing is in equilibrium during use. The sealant related with the essentially mandatory electrode 20b is used to gain access to the hygroscopic Material 38b to delimit the openings in the porous electrode 18b.

Die in den Figuren 3, 4 und 5 dargestellten porösen Elektroden können durch bekannte Verfahren hergestellt werden, die eine poröse Struktur ergeben, so beispielsweise durch stromlose Plattierung, Dampfphasenabscheidung, elektrolytische Plattierung, Auf bürsten, Thertozersetzung einer metallorganischen Verbindung, Sintern o.dgl.. Die Elektrode kann die Form eines Drahtgitters, oder einer Serie von verbundenen Stäben o.dgl. besitzen. The porous electrodes shown in Figures 3, 4 and 5 can be made by known methods that give a porous structure, so for example electroless plating, vapor deposition, electrolytic Plating, brushing on, thermal decomposition of an organometallic compound, sintering or the like .. The electrode can be in the form of a wire mesh, or a series of connected Rods or the like. own.

Die Figuren 5 a und 5b zeigen ein Hygrometer, in dem ein Träger 50 vorhanden ist und der Elektrolyt 5b nicht selbsttraged zu sein braucht..Der Träger 50 kann aus jedem erwüschten Material bestehen. Er kann beispielsweise aus Glas sein, das so behandelt worden ist, daß die Oberfläche hygroskopisch wird beispielsweise durch ein Verfahren wie es zur Herstellung von porösen Siliziumoxid-Borsäuregläsern verwendet wird. Diese iMnordnung hat den Vorteil, daß der Elektrolytteil extrem dümi sein kann. Die Elektroden 52 und 54 körnigen von einer Sperrschicht bedeckt sein, die in den Zeichnungen nicht gezeigt wird, und die/die Waseermenge beschränkt, die aus der Atmosphäre an den Elektrolyten gelangen kann. In diesem Falle würde der Sensor absolute Feuchtigkeit anzeigen,wShrend in dem vorigen Falle die relative Feuchtigkeit angezeigt wird. FIGS. 5 a and 5 b show a hygrometer in which a carrier 50 is present and the electrolyte 5b does not need to be self-supporting. The carrier 50 can be made of any material desired. For example, it can be made of glass be that has been treated so that the surface becomes hygroscopic, for example by a process such as that used for making porous silica-boric acid glasses is used. This arrangement has the advantage that the electrolyte part is extremely can be dümi. The electrodes 52 and 54 granularly covered by a barrier layer not shown in the drawings and restricting the amount of water which can reach the electrolyte from the atmosphere. In that case it would the sensor will show the absolute humidity, while in the previous case the relative humidity Humidity is displayed.

Eine weitere Ausführungsform wird in der Figur 6 dargestellt. Another embodiment is shown in FIG.

Die Elektroden 52 und 54 sind durch ein hygroskopisches Material 50 getrennt. Die Elektroden können hierbei vollständig durch eine Sperrschicht 55 bedeckt sein, die aus hygnskopischem Material bestehen kann und deren Dicke ausreicht, um den freien Fluß der Feuchtigkeit zwischen den umgebenden Teilen und dem Elektrolyten 56 zu beschränken oder zu steuern.The electrodes 52 and 54 are made of a hygroscopic material 50 separated. The electrodes can be completely covered by a barrier layer 55 be, which can consist of hygnskopischem material and whose thickness is sufficient to the free flow of moisture between the surrounding parts and the electrolyte 56 to restrict or control.

Der Träger 54 kann aus Silizium oder einem anderen leitfähigen Material bestehen, wodurch eine der im System erforderlichen Elektroden gegeben ist. Bei der Verwendung von Silizium besteht noch der Vorteil daß eine Schicht aus Siliziumoxid oder Siliziumdioxid auf der Oberfläche gebildet wird, die einen Durchmesser in der Größe des Durchmessers dünner Filme hat und somit eine extrem dünne Elektrolytschicht bildet. Der Träger muß die notwendige strukturelle Festigkeit für das System liefern und mu@ in der Lage sein fest an dem Elektrolyten zu haften. The carrier 54 can be made of silicon or another conductive material exist, giving one of the electrodes required in the system. at the use of Silicon still has the advantage of having a layer formed from silicon oxide or silicon dioxide on the surface, which is a Has diameter the size of the diameter of thin films and thus an extreme forms a thin electrolyte layer. The carrier must have the necessary structural strength for the system and must be able to adhere firmly to the electrolyte.

Es konnte festgestellt werden, daß die an den Elektroden angelegte Spannung eine wesentliche Auswirkung auf das System besitzt. Eine Mindestspannung von zwei Volt ist in den Fällen notwendig in denen das Wasser im Elektrolyten zersetzt wird. It was found that the applied to the electrodes Stress has a significant effect on the system. A minimum tension of two volts is necessary in cases where the water in the electrolyte decomposes will.

Jedoch hat eine Mindestspannung in der Größe von etwa 100 Velt und vorzugsweise in der Größe von mindestens 300 Volt den Vorteil, daß sie das System im wesentlichen unempfindlich macht gegenüber den meisten Verunreinigungen, die typischer weise in der Umgebung vorhanden sind, in der die tygrometer normalerweise verwendet werden. Die Verwendung einer negativen Elektrode aus Aluminium, Palladium, Iridium dient dazu, daß das System möglichst gegenüber den Umgebungsbedingungen @unempfindlich zu machen.However, it has a minimum voltage on the order of about 100 volts and preferably on the order of at least 300 volts have the advantage of being the system essentially impervious to most impurities makes the typically present in the environment in which the tygrometer normally occurs be used. The use of a negative electrode made of aluminum, palladium, Iridium is used to make the system as possible against the ambient conditions to make @insensitive.

Die hier verwendeten Ausdrücke Umgebungit und "Atmosphäre" werden im allgemeinen für ein feuchtigkeitsgeladenes Gassystem verwendet, wie beispielsweise Wasserdampf in Luft. Die Vorrichtung nach der Erfindung kann zur Messung des Wassergehaltes in jedem Medium verwendet werden, für das ein hygroskopisches Material vorhanden ist, das das Wasser aus dem Medium herauszieht ohne dieses zu verändern. The terms environment and "atmosphere" are used here generally used for a moisture-laden gas system such as Water vapor in air. The device according to the invention can be used to measure the water content can be used in any medium for which a hygroscopic material is present that pulls the water out of the medium without changing it.

Die Bezeichnung "Feuchtigkeit" bezieht sich nicht nur auf Wasserdampf in Luft,sondern ganz allgemein auf Wasser in jedem Medium. The term "moisture" doesn't just refer to water vapor in air, but more generally in water in any medium.

Die Bezeichnung "dünner Film" bezieht sich auf Überzüge die eine Dicke in der Größe von 25 Angström bis 0,05 cm besitzen. The term "thin film" refers to coatings of one type Thicknesses on the order of 25 angstroms to 0.05 cm.

Die Bezeichnung hohes Verhältnis von Oberflächenaktivität zum Chargenvolumen" betrifft ein Material, das eine große innere Oberfläche besitzt im Bereich von einigen Quadratdezimetern oder Quadratmetern je Gram. Solche Materialien werden oft zur Herstellung von Katalysatoren verwendet. The term high ratio of surface activity to batch volume " relates to a material that has a large internal surface area, on the order of a few Square decimeters or square meters per gram. Such materials are often used to Used in the manufacture of catalysts.

Die Bezeichnungen "absorbier " und "asdorbiert" beziehen sich auf Phänomene, die nicht immer vollständig zu unterscheiden sind und in diesem Falle auch untereinander ausgewechselt werden können. The terms "absorbed" and "asdorbed" refer to Phenomena that cannot always be fully distinguished and in this case can also be interchanged with each other.

Claims

Patent application: "Electrolytic moisture meter"

RENTAL CLAIMS 1. Moisture meter to determine the relative Moisture of a substance, characterized by two electrodes, one hygroscopic Material that is in contact with both electrodes and with the substance to be analyzed is in a free and unrestricted connection, a direct current source, which is connected to the electrodes, and a iii series with the direct current source switched current measuring device, with the electrical voltage between the electrodes is significantly greater than the decomposition voltage of the liquid, which is determined by d45 hygroscopic material is absorbed, and the current flowing in the system a function of the number of melecules of the liquid absorbed and decomposed in the system is.

2. Moisture meter according to claim i, characterized in that the liquid absorbed by the hygroscopic material is water and dic to the Electrode applied voltage is greater than 100 volts.

3. Moisture meter according to claims 1 and 2, thereby marked et that the hygroscopic material is porous silica-boric acid glass.

4. Moisture meter according to claims i and 2, characterized in that that the hygroscopic material is silica gel.

5. Moisture meter according to claims i and 2, characterized in that that one of the electrodes consists of silicon, the hygroscopic material of silicon oxide and silicon dioxide and in situ as a thin film on the silicon electrode is formed.

6. Moisture meter according to claims 1 and 2, characterized in that that the hygroscopic material is porous silica-boric acid glass, which is in situ is formed as a thin film on the silica glass substrate.

7, moisture meter according to claims 1 to 6, characterized in that that the hygroscopic material is a porous material that does not dissolve in moisture ceramic heat-resistant material is that has a high ratio from Has surface activity on batch volumes.

8. Moisture meter according to claims i to 77, characterized in that that the positive electrode is made of rhodium.

9. Moisture meter according to claims 1 to 8, characterized in that that the hygroscopic material is a porous material that does not dissolve in moisture Material that fills the space between the electrodes and is an electrical one Connection between the two electrodes results.

10. Moisture meter according to claims 1 to 9, characterized in that that it has a perforated member in direct contact with the hygroscopic Material stands and the connection between the hygroscopic material and the substance to be analyzed limited.

11. Moisture meter according to claims 1 to 10, characterized in that that the perforated member is made of silica gel.

2. Moisture meter according to Claims 1 to OK, characterized in that that the perforated member is at least one of the electrodes. is.

13. Moisture meter according to claims 1 to 12, characterized in that that the hygroscopic material is a porous silica-boric acid glass, which in situ is formed as a thin film on the silica glass substrate.

L e r s e i t e