DE1933642C3

DE1933642C3 - Einstabglaselektrodenzelle

Info

Publication number: DE1933642C3
Application number: DE1933642A
Authority: DE
Inventors: Hirokuni Higashimurayama Tokio Makabe (Japan)
Original assignee: Toa Electronics Ltd
Current assignee: Toa Electronics Ltd
Priority date: 1968-07-02
Filing date: 1969-07-02
Publication date: 1974-07-04
Also published as: FR2012183A1; JPS5039190Y1; US3666651A; DE1933642A1; DE1933642B2; GB1272317A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einstabg'aselektrodenzelle mit einem langgestreckten, eine Ableittlektrode aufnehmenden: unten von einer Glasmembran begrenzten Innenraum und einem langgestreckten, den Inneiraum umschließenden, eine 'u'zugstletkrode aufnehmenden, unten mit einer Flüssigkeitsbrücke zur Umgebung versehenen Außenraum, bei tier im Innenraum ein temperaturempfindücbes Widerstandsekment mit Zuieitungsdrähtcn angeordnet ist.

Eine Elektrodenzelle der vorstehend angegebenen Art ist bereit:; bekannt (französische Patentschrift 1 507 117). Bei dieser bekannicn Elektrodenzclie ist jedoch das temperaturempfindliche Widerstandseiernent so angeordnet, daß eine relativ geringe Wiiinvj- *< > b/w. Tempcraturempfindlichkeit erzielt ist, was die Wirksamkeit des temperaturempfindlich;:!·! Widerstandsdement;; erheblich vermindert. Darüber hinaus ist das temperaturcmpfindücbe Widerstandselenient «lurch ein große:; blattförmiges Teil gebildet, wodurch sich ergibt, daß die Temperaturahhängigkcit bzw. Wärmecrnpfindlichkeii des betreffenden Wkicrstandsclcnicnlü nicht besonders hoch sein kann.

Es ist ferner ein pH-Meßinstrument für die Messung der pH-Werte in einer biologischen Substanz bekannt (britische Patentschrift 1 009 373). Dieses bekannte pH-Meßinstrument besteht aus einer kombinerten Elektrode, bei der lediglich eine An/xigeeietkrode und eine Bezugselektrode miteinander kombiniert sind. Bei diesem bekannten pH-Meßinstrument sind jedoch keine Maßnahmen getroffen, um Temperatureinflüsse auf die beiden Elektroden zu kondensieren,

Es ist ferner eine Wasserstoffelektrode zum Messen der Wasserstoffionenkonzentration von Lösungen bekannt (deutsche Patentschrift 698 239), bei der ein EdelmetaUkörper in einem zur Aufnahme der zu untersuchenden Lösung dienenden Gerät angeordnet ist, dem von außen Wasserstoff zugeführt wird, wobei das Gefäß mit zwei Einströmöffnungen für den Wasserstoff ausgestattet ist, durch deren eine dem Edelmetallkörper Wasserstoff von unten her und durch deren andere der zu untersuchenden Lösung Wasserstoff von oben her zugeleitet werden ksinn. Bei dieser bekannten Elektrode ist ein Platinblech über einen großen Teil seiner Länge von einem sl:abförmigen Glaskörper umgeben. Irgendwelche Maßnahmen zur Kompensation von Temperatureinflüssen sind hier jedoch ebenfalls nicht getroffen.

Es ist ferner eine Mikroelektrode bekannt (britische Patentschrift 1 040 347), bei der ein Zuleitungsdraht zwischen einer Ableitelektrode und einer Glaseinschmelzung des Zuleitungsdrahtes in üiner äußeren Glasrohre von einer Glasuramantelung umgeben ist, die dazu dient, den Zuleitungsdraht zu stützen, wenn dieser auf die gewünschte Feinheit ausgezogen wird. Neben der erwähnten Ableitelektrode ist bei der betrachteten bekannten Mikroelektrode noch eine weitere, entsprechend aufgebaute Ableitelektrcde voigesehen. Irgendwelche Maßnahmen zur Kompensation von Temperatureinflüssen auf die betreffenden Ableitelektroden sind jedoch auch bei dieser bekannten Mikroelektrode nicht getroffen.

Es ist schließlich zur Vermeidung von elektrostatischen Aufladungen und damit zur Vermeidung von Kriechströmen bekannt (Buch »pH-Meßtechnik« von K. Schwabe, Dresden und Leipzig. 1963, 3. Auflage, S. !61, 162), einen Glaselektrodenschaft einer MeßclektiotJe mit einer Abschirmung zu umgeben. Eine Kompensation von Temperatureinflüssen auf Elektroden ist in dem betreffenden Zusammenhang jedoch nicht bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu zeigen, wie bei einer Einstabglaselektrodenzelle der eingangs genannten Art auf relativ einfache Weise eine genaue Kompensation von Temperatureinflüssen auf die vorgesehenen Elektroden bewirk! werden kann.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe bei einer Einstabgiaselekirodenzellc der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch, daß das Widersiandnelemcnt nahe der Glusmembran angeordnet und mit den Zuleitungsdrähten in einem nla^mantel eingeschmolzen ist. der seinerseits oben in die den Inncnraum begrenzende Wand eingeschmolzen ist, und daß die Elektroden unten aus Gla^mliiiidn herausragen. die oben in die Räume begrenzenden Wände eingeschmolzen sind. Hierdurch erj-iht sich der Vorteil, düß ein geringes "l'eniperjturgei_;ilic zwischen Membran, d.h. (!er zu untemidi·-!'· diMi Lösung, und dem Widersinr.dsdenient iv.sUin, so daß mit relativ geringem konstiuktiveni Aufwand eine genaue Kompensation von Temperatureinflüssen auf die vorgesehenen Elektroden ermöglicht ist. Außerdem ist von Vorteil, daß durch die Ummantelung die Potentialverhältnisse nicht beeinflußt werden und daß sich ein stabilerer Aufbau ergibt. Im Gesamten gesehen wird ein Aufbau erreicht, der in vorteilhafter Weise auch kleine Abmessungen zuläßt, andererseits aber stabile Potentialverhältnisse schafft.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Er-

findung ist die Wand des Innenraums gegenüber der Wand des Außenraumes nach oben verlängert, und ferner ist zwischen der Durchführungsstelle der Ableitelektrode und der Durchführungsstelle der Zuleitungsdrähte durch die Wand des Innenraums ein den vorstehenden Teil der Wand des Innenraums umschließender Metallring vorgesehen, der mit einem zu der Bezugselektrode führenden Anschlußdraht verbunden ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß auf besonder einfache Weise das Fließen eines Leck-Stroms zwischen den Zuleitungsdrähten der Ableitelektrode und dem Widerstandselement verhindert ist. An Hand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht durch eine Einstabglaselektrodenzelle gemäß der Erfindung;

Fig.2 zeigt eine Schnittansicht einer Elektrode für die in F i g. 1 dargestellte Einstabglaselektrodenjelle;

Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht einer weiteren Elektrode für die in Fig. 1 dargestellte Einstabglas-Clektrodenzelle;

Fig. 4 zeigt in einer Schniuansicht eine noch weilere Elektrode für die in F i g. 1 dargestellte Einstabglaselektrodenzeile.

Die in Fig. 1 dargestellte Einstabgiaselektrodenzelle enthält einen langgestreckten, durch eine rohrförmige Glaswand 7 begrenzten Innenraum 9, in welchem sich eine Ableitelektrode 10 und ein in Glas eingeschmolzenes temperaturempfindliches Wider-Rtandselement 14 und eine Lösung befinden. An der Unterseite des Innenraumes 9 ist eine Glasmembrari 8 aus pH-empfindlichem Glas vorgesehen. Der betreffende Innenraum 9 ist von einem langgestreckten Außenraum Il umschlossen, von welchem eine Bezugselektrode 12 aufgenommen ist und der unten mit einer Flüssigkeitsbrücke zur Umgebung hin versehen ist. Die Ableitelektrode 10 und die Bezugsclekt\odel2 sind dabei so ausgebildet, daß mc nach unten aus Glasmänteln herausragen, die oben in dl·; den Innenraum 9 bzw. Außenraum Il begrenzenden Wände 6,7 eingeschmolzen sind. Bezüglich des Außenraumes 11 sei noch bemerkt, daß dieser an seinem unteren Ende eine Flüssigkeitsverbindunusstellc 13 aufweist. Bezüglich der Wand 6 sei noch bemerkt, daß diese mit der Wand 7 und der Glasmembran 8 verbunden ist.

Diis in dem Innenraum 9 vorgesehene tempcraturemplindliche WiJerslandselement 14 ist nr.he der Glasmembran 8 angeordnet; dadurch kann, wie oben bereits erwähnt, die Temperatur im Bereich der vorgesehenen Elektroden zum Zweck der Kompensation von Temperatureinflüssen auf diese Elektroden mit höchster Genauigkeit ermittelt werden. Das bet reffende Widcrstandsclemcnt 14 ist mit Zuleitungsdrähten 117 in einem Glasmantel eingeschlossen, der seinerseits oben in die den Innenraurn 9 begrenzende Wand 7 eingeschmolzen ist. Die Ableitelektrode 10 ist mit einem Anschlußdraht 18 ebenfalls in dem Glasmantel eingeschlossen, der den Innenraum 9 an dessen Oberseite begrenzt und der in die Wand 7 eingeschmolzen ist.

Um das Fließen eines Leckstromes zwischen dem Anschlußdraht 18 der Ableitelektrode 10 und dea Zuleitungsdrähten 17 des temperaturempfindHcnen Widerstandselements 14 zu verhindern, ist die Wand des Innenraums 9 gegenüber der Wand des Außenraums Il nach oben verlängert, und ferner ist zwischen der DurchführungSiUelle der Ableitelektrode !0 und der Durchführungsstelle der Zuleitungsdrähte 17 durch die Wand des Innenraums 9 ein den vorstehenden Teil der Wand des Innenraums 9 umschließender Metallring 15 vorgesehen, der mit einem zu der Bezugselektrode 12 führenden Anschlußdraht 19 verbunden ist. Auf das Oberteil der Einstabglaselektrodenzelle ist eine Kappe 16 aufgesetzt, die zum Schutz der Anschlußdrähte dient.

In Fig. 2 ist eine Ausführungsfonn einer der bei der Einstabglaselektrodenzelle gemäß F i g. 1 vorgesehenen Elektroden gezeijp* Mit 3 ist dabei ein Rohrteil bezeichnet, welches einen Anschlußdraht 1 umgibt. Um den betreffenden Anschlußdraht 1 mit Glas zu überziehen, wird der betreffende Anschlußdraht 1 in ein dünnes Glasrohr, nämlich das Glasrohr 3 eingeführt, und mittels eines Brenners unter Quetsch-■•virkung in dem betreffenden Rohr eingeschmolzen. Am oberen Ende des Rohrteiles 3 ist eine Glasperle 2 vorgesehen, mit deren Hilfe die gerade betrachtete Anordnung in einem isolierenden Glasrohr cinschmelzbar ist. Am unteren Ende ist der Anschlußdraht 1 von einem Glasrohr 5 umgeben, welches an der Stelle 4 mit dein Rohrteil 3 verbunden

Die in Fig. 3 dargestellte Elektrode unterscheidet sich von der in F i g. 2 dargestellten Elektrode im wesentlichen nur dadurch, daß neben dem Rohr 5 noch ein Rohr 4' vorgesehen ist, das an der Stelle 4 mit dem Rohr 5 durch Verkleben verbunden ist und das mit dem Rohrteil 3 verbunden ist Hierdurch kann in dem Rohr 4' ein Metalldraht verwendet werden, dessen Ausdehnungskoeffizient von j-m Ausdehnungskoeffizient von Glas abweicht. Der in dem Rohr4' verwendete Metalldraht kann z.B. aus Silber bestehen. Die übrigen in F i g. 3 eingetragenen Bezugszeichen bezeichnen mit entsprechenden Bezugszeichen in F i g. 2 bezeichnete Elemente.

In F i g. 4 ist ein Aus'führungsbeispicl einer galvanisierten Elektrode gezeiut. Diese Elektrode unterscheidet sieh von der in F i g. 2 dargestellten Elektrode im wesentlichen dadurch, daß der freistehende Teil des von ;lem der Glasperle 2 gegenüberliepciiden linde des Rohrteilcs3 abstehenden Anschlußdrahtc ( durch Anwendung eines Galvanisierungsverfahrens mit Quccksübcrchlorür oder Silberchlniid überzogen ist. Diese Elektrode kann insbesondere so klein g-.macht werden, daß sie besonders gut für «lic in F i g. 1 dargestellte Einstubglaselektrodcnzelle l eignet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

i 933 Patentansprüche:

1. Einstabglaselektrodenzelle mit einem langgestreckten, eine Ableitelektrode aufnehmenden, unten von eiiner Glasmembran begrenzten Innenraum und einem langgestreckten, den Innenrauim umschließenden, eine Bezugselektrode aufnehmenden, umten mit einer Flüssigkeitsbrücke zur Umgebung versehenen Außenraum, bei der im »° Innenraum ein temperaturempfindliches Widerstandselemerit mit Zuleitungsdrähten angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandsielement (14) nahe der Glasmembran

(8) angeordnet und mit den Zuleitungsdrähten (17) in einen Glasmantel eingeschmolzen ist, der seinerseits oben in die den Innenraum (9) begrenzende Wand (7) eingeschmolzen ist, und daß die Elektroden (10, 12) unten aus Glasmänteln herausragen, die oben in die Räume (9, 11) begren- »o zenden Wände eingeschmolzen sind.

2. Einstalbglaselektrodenzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand des Innearaums (9) gegenüber der Wand des Außenraums (11) nach oben verlängert ist und daß zwischen der Durchführungsstelle der Ableitelektrode und der Durchführungsstelle der Zuleitungsdrähte (17) durch die Wand des Innenraums

(9) ein den vorstehenden Teil der Wand des Innenraums (9) umschließender Metallring (15) vorgesehen ist, der mit einem zu der Bezugselektrode (12) iührenden Anschlußdraht (19) verbunden ist.