DE1826423U

DE1826423U - Geraet zum messen von sauerstoffspuren in gasen.

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Publication number: DE1826423U
Application number: DEZ5539U
Authority: DE
Original assignee: HJ Zimmer Verfahrenstechnik
Current assignee: HJ Zimmer Verfahrenstechnik
Priority date: 1958-09-12
Filing date: 1958-09-12
Publication date: 1961-02-09

Description

Geräte zum Messen von Sauerstoffspuren in Gasen.
Es ist bekannt, Sauerstoffspuren in Gasen mittels eines in einer galvanischen Zelle erzeugten galvanischen Stromes zu messen. Derartige galvanische Zellen enthalten eine Kathode, die teilweise mit dem zu untersuchenden sauerstoffhaltigen Gas und teilweise mit der Elektrolytflüssigkeit in direkter Berührung ist und von der Elektrolytflüssigkeit weder in Anwesenheit noch in Abwesenheit von

Sauerstoff angegriffen wird und enthalten weiterhin eine

Anode, die nur in Anwesenheit von Sauerstoff von der Elektro-

I t. Dl". k l. @icht. f. D. d

lytflussigkeit angegriffen wird.

Als Kathodenmetall wird gewöhnlich ein Edelmetall,

z. B. Silber verwendet und als Anodenmetall dem Blei oder dem

Cadmium der Vorzug gegeben. Die Wahl des Anodenmetalls ist jedoch hierauf nicht beschränkt. Für die Anode eignet sich jedes Lietall, sofern es nicht spontan infolge galvanischer Wirkung wesentliche Wasserstoffmengen entwickelt, die auch in Abwesenheit von Sauerstoff zu einem Strom führen.
So kann für die Anode auch Nickel, das mit Cadmium imprägniert ist, verwendet werden. Bei der Wahl der Elektrolytflüssigkeit

wird Alkalilauge, z. B. der Kalilauge der Vorzug gegeben. Man

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kann aber auch saure Lösungen, z. B. Schwefelsäure als Elektrolytflüssigkeit verwenden, wenn z. B. die Kathode aus Gold und die Anode aus Kupfer besteht.
Die Empfindlichkeit, d. h. der pro Sauerstoffeinheit entwickelte Strom, die Ansprechzeit, die Meßkonstanz und die Lebensdauer eines solchen Messgerätes hängt von der speziellen Ausbildung, insbesondere der Kathode ab, wobei das Verhältnis von der Kathodenfläche, die mit dem zu messenden sauerstoffhaltigen Gas in Berührung ist, zu derjenigen, die von der Elektrolytflüssigkeit benetzt wird, sowie der Grösse der 3-Phasengrenzfläche, an welcher Kathodenmetall mit Elektrolytflüssigkeit und sauerstoffhaltigem Gas in Berührung sind, massgebend ist.
Es ist gelungen die Empfindlichkeit derartiger meßgeräte dadurch stark zu steigern, dass man durch eine spezielle Ausgestaltung der Kathode die Kathodenoberfläche sehr stark vergrössert, indem man als Kathode perforierte Metallfolien, Metallgaze, Metalldraht u. dgl. verwendet und die

Elektrolytflüssigkeit mittels eines porösen Drägermaterials,

Elektrolytflüssi,-

das die Elektrolytflüssigkeit aufzusaugen vermag, wie Filterpapier, Gewebe, poröses keramisches Material, Asbest oder eines mit Elektrolytflüssigkeit benetzten Diaphragmas mit der Kathode in Berührung bringt. Dieses poröse Trägermaterial wird gewöhnlich zwischen den beiden Elektroden angeordnet.
Derartige Nessgeräte zeichnen sich durch eine besonders kurze Ansprechzeit aus.

Es hat sich aber als nachteilig herausgestellt,

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dass sich die elektromotorische Uirksamkeit derartiger galvanischer Elemente bei fortlaufendem Gebrauch rasch ändert, was ein häufiges Nacheichen erforderlich macht.
Bei der Messung technischer Gase wird die Zelle in den meisten Fällen schon nach kurzer Zeit völlig unwirksam, so dass die Elektroden ausgebaut werden müssen.
Untersuchungen haben ergeben, dass die beobachtete Inkonstanz der Meßwerte und kurze Lebensdauer derartiger galvanischer Elemente darauf zurückzuführen sind, dass die absichtlich gering gehaltene Menge Elektrolytflüssigkeit, mit welcher das poröse Material getränkt ist bei Benutzung rasch die Zusammensetzung ändert und verbraucht wird. Die Aufnahmefähigkeit der Elektrolytflüssigkeit für die an der Anode in Lösung gehenden Metallionen ist offenbar begrenzt, so dass es schon nach kurzer Laufzeit der Zelle zur Ausscheidung von Metallhydroxyden von der Anodenoberfläche kommt. Hierdurch aber wird die elektromotorische Kraft der Elektndenkette stark beeinflusst, um schliesslich ganz unwirksam zu werden, so dass Messungen nicht mehr möglich sind.
Mit dem neuen Messgerät wird dieser Nachteiin sehr einfacher Weise dadurch behoben, dass das zwischen den beiden Metallelektroden angeordnete poröse Material, welches mit Elektrolytflüssigkeit getränkt ist, mit einem ausserhalb des Elektrodensystems angeordneten Vorrat für frische Elektrolytflüssigkeit über ein poröses kapillaraktives Zwischenstück verbunden. Auf diese Weise findet eine ständige und gleichmässige

Regenerierung der Elektrolytflussigkeit statt, die eine

1. CD 9

Konstanz der Zusammensetzung der Elektrolytflussigkeit und damit eine Konstanz der einmal durch Eichung pro Sauerstoffeinheit ermittelten Strommesswerte gewährleistet. Die als Vorrat dienende Elektrolytflüssigkeit kann in einfacher Weise erneuert werden, ohne dass ein Ausbau des jjjlektrodensystems erforderlich ist.
Die neuartige Anordnung ermöglicht ausserdem eine lange Laufzeit der galvanischen Zelle.
Der Neuerungsgegenstand sei anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, ohne dass er hierauf beschränkt ist.
In der Abbildung ist eine waagrechte Anordnung einer Messzelle sohematisoh dargestellt. A bedeutet ein gasdichter Hohlraum aus Glas, Kunststoff o. dgl., der verschliessbare Stutzen A1, A2 für den Gasein-und-auslass hat. Darin eingeschlossen ist das Elektrodensystem, welches aus der Anode B, dem porösen Trägermaterial für den Elektrolyten C

und der Kathode D besteht. Die Elektroden haben Ableitungen E

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nach aussen zum Anschluss an das Anzeigeinstrument. Das poröse Trägermaterial für den Elektrolyten C ist erfindungsgemäss um das Stück c1 verlängert und taucht in den Elektrolytvorrat F ein. Der Elektrolyt kann durch A2 oder ein besonders angesetztes verschliessbares Zufuhrungsröhrchen entfernt und durch frischen Elektrolyt ersetzt werden. Durch die kapillare Wirkung des porösen Trägermaterials wird eine stets gleichmässige gute Benetzung des zwischen den Elektroden befindlichen Trägermaterials C und eine Regenerierung verbrauchter Elektrolytanteile bewirkt. Eine

derartige Zelle weist eine gleichmässige gute elektromoto-

, Z CD

rische Wirksamkeit und eine lange Lebensdauer auf.

Claims

Sohutzanspru. oh Gerät zur fortlaufenden Messung geringer Mengen von Sauerstoff in Gasen, bestehend aus einer galvanischen Zelle, in welcher zwischen den beiden Metallelektroden ein mit Elektrolytflüssigkeit getränktes poröses Material angeordnet ist, gekennzeichnet durch eine getrennt von dem Elektrodensystem angeordnete Vorratseinrichtung für frische Elektrolytlösung, die unabhängig von dem Elektrodensystem ersetzt werden kann und mit dem zwischen den beiden Elektro- den befindlichen porösen rägermaterial über ein poroses, kapillaraktives Verbindungssttick verbunden ist.