DE1963525C3

DE1963525C3 - Verfahren zur Herstellung einer Elektrodenanordnung für die Partialdruckmessung von Gasen in Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE1963525C3
Application number: DE1963525A
Authority: DE
Inventors: Karl Dr. Graz Harnoncourt (Oesterreich)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-12-23
Filing date: 1969-12-18
Publication date: 1974-06-06
Also published as: DE1963525B2; DE1963525A1; FR2026870A1; US3629936A; GB1290394A

Description

Gehäuse eingeschoben wird, daß sich die Membrane um das meßempfindliche Elektrodenende spannt und schließlich der Elektrodenträger mit dem Gehäuse abdichtend verbunden, z. B. verklebt wird. Diese Methode erweist sich bei der serienmäßigen Herstellung solcher Elektrodenanordnungen deshalb als besonders zweckmäßig, weil sie nach der serienmäßigen Vormontage der zu einem Beutel zusammengefaßten Membrane am Elektrodengehäuse eine ebenso se rienmäßige Abfüllung der Elektrolytflüssigkeit in das nun einendig abgeschlossene Gehäuse erlaubt. Die weiteren Arbeitsschritte, bei denen der Elektrodenträger mit dem Gehäuse vereinigt und mit diesem abdichtend verbunden wird, lassen sich gleichfalls gün stig in einen weitgehend automatisierten Montageablauf eingliedern.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigt

F i g. 1 einen Axialschnitt einer nach der erfindungsgemäßen Methode hergestellten Elektrodenanordnung,

F i g. 2 einen Axialschmtt eines unbespannten Elektrodenträgers,

F i g. 3 und 4 zwei aufeinanderfolgende Phasen des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 5 eine nach dieser Methode bespannte Elektrode, gleichfalls im Axialschnitt und

F i g. 6 den Axialschnitt einer weiteren, nach dem erfindungsgsmäßen Verfahren hergestellten Elektrodeneinheit.

Die aus F i g. 1 ersichtliche, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Elektrodeneinheit weist einen Elektrodenträger 1 auf_v der einen im wesentlichen zylindrischen Schaft 2 mit einem Ringflansch 3 besitzt und eine stabförmige Elektrode 4 lragt, auf die eine hülsenförmige Bezugselektrode 5 aufgezogen ist und deren abgerundetes äußeres EInde die meßempfindliche Fläche 6 der Elektrode bildet. Die Elektrode 4 ist mit einer flüssigkeitsdichten und gasdurchlässigen Membrane 7 bespannt, welche durch einen Gummiring 8 gehalten wird. Vom gegenüberliegenden Ende des Elektrodenträgers 1 führ: ein Anschlußkabel 9 zu einer nicht dargestellten elektrischen Meßeinrichtung.

Der Elektrodenträger 1 ist in eine abgesetzte axiale Bohrung 11 eines Gehäuses 10 eingesetzt, wobei die bespannte Elektrode 4 durch einen verengten Teil 12 der Gehäusebohrung 11 etwas über die Gehü.usestirnkante vorragt. Ein in die Bohrung 12 eingebrachtes Dichtmittel sorgt für eine einwandfreie Abdichtung der bespannten Membrane 7 an dieser Stelle des Gehäuses 10. Ein in eine Ringnut 14 des Gehäuses 10 eingelegter O-Ring 13 dichtet den Schaft 2 des Elektrodenträgers 1 nach der gegenüberliegenden Gehäusestirnseite hin ab.

Der Ringflansch 3 des Elektrodenträgers 1 liegt mit seiner inneren Ringfläche an der Stirnfläche 15 des Gehäuses 10 an. An seiner äußeren Ringfläche greift eine Druckfeder 16 an, deren anderes Ende sich an der Bodenfläche 17 einer auf ein Außengewinde 19 des Gehäuses 10 aufgeschraubten überwurfmutter 18 abstützt. Ein Bund 20 des Gehäuses 10 bildet dabei einen Anschlag beim Festzieher: der Überwurfmutter 18.

Das Gehäuse 10 besitzt eine dicht verschließbare seitliche Einfüllöffruing 21, zum Einbringen des flüssigen Elektrolyten 22, der eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der meßempfindlichen Fläche 6 der Elektrode 4 und der Bezugselektrode 5 herstellt.
Das Gehäuse 10 läuft an der Seite des meßemp-

findlichen Elektrodenendes in einen verjüngten zylindrischen Ansatz 23 aus, welcher an semer Mantelfläche einen Dichtring 24 trägt, mit dem die Elektrodenanordnung gegenüber der Aufnahmeöffnung der jeweiligen Meßapparatur abgedichtet wird.

ίο Das Bespannen der Elektrode 4 des in F i g. 2 im Detail dargestellten Elektrodenträgers 1 im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens ist aus Fig.3 und4 ersichtlich. Man verwendet hierzu einen Montagesockel 36 mit einer durchgehenden Öffnung 37, welche einen Absatz 38 aufweist, der dem samt einem Gleitdorn 40 in die öffnung 37 eingesetzten Gummiringe als Stützfläche dient. Die öffnung 37 geht mit einer Abrundung 3i> in die obere horizontale Stirnfläche des Montagesockels 36 über, auf

ao welche eine die Membrane bildende Folie 41 ilach aufgelegt wird. Ein auf dk. Folie 41 aufgesetztes ringförmiges Gewicht 42 belastet die Folie 41 mit gleichmäßigem Flächendruck.

Der Elektrodenträger 1 mit der nichtbespannten

Elektrode 4 wird nun von der aus F i g. 3 ersichtlichen Lage nach abwärts bewegt und gemäß F i g. 4 in die Membranfolie 41 eingedrückt, so daß sich die Folie 41 als gleichmäßiger Überzug über das Ende der Elektrode 4 spannt. Der G'eitdorn 40 wird dabei

durch die Öffnung 37 nach unten ausgeworfen und der Gummiring 8 auf die bespannte Elektrode 1 aufgeschoben, so daß die Membrane 7 fixiert und im gespannten Zustand gehalten wird. Die fertig bespannte Elektrode ist in F i g. 5 dargestellt.

Bei der Elektrodenanordnung nach Fig. 6 ist das innere Ende der Membrane 7 über einen rohrartigen Fortsatz 46 des abgesetzt zylindrischen Gehäuses 10 gezogen und an diesem mittels einer cL:s Membranende umgebenden Manschette 47 abdichtend befestigt. Die Befestigung der Membrane 7 am Gehäusefortsatz 46 kann auch durch bloßes Ankleben erfolgen. Der in das Gehäuse 10 eingesetzte Elektrodenträger 1 stützt sich mit einer Schulter 48 an einem Absatz 49 des Gehäuses 10 ab und ist mit diesem durch eine umlaufende Klebestelle 50 hermetisch dicht verbunden. Bei dieser Ausführung erfüllt die Elektrolytflüssigkeit 22 nicht nur den von der Membrane 7 umschlossenen Raum, sondern auch den Zwischenraum zwischen dem Schaft 2 des Elektrodenträgcrs 1 und dem Gehäuse 10.

Zum Schutz c'cr bespannten Elektrode 4 ist eine abgesetzte zylindrische Hülse 51 vorgesehen, welche auf das Gehäuse 10 aufgeschoben ist und durch deren untere öffnung die bespannte Fühlf'.ächc 6 der Elektrode 4 geringfügig vorragt. Ein Gummiring 52 umgibt die Membrane 7 im Bereich des sich verjüngenden Endes der Hülse 52, so daß die Membrane die Elektrode 4 in diesem Abschnitt eng umsehließt, Gemäß einer abgewandelten Ausführungsart des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Montage des Elektrodenträgers nach F i g. 6 in folgender Weise: Zunächst wird die Membrane 7 nach Art eines Beutels zusammengefaßt, sodann mit ihrem offenen Ende unmittelbar um den Gehäusefortsatz 46 gelegt und an diesem mittels der Manschette 47 oder durch Ankleben abdichtend befestigt. Hierauf wird die Elektrolytflüssigkeit 22 in den Membranbeutel eingefüllt und hierauf der Elektrodenträger 1 von der

der Membrane 7 gegenüberliegenden Seite her in das Gehäuse 10 eingeschoben. Dabei spannt sich die Membrane 7 um das meßempfindliche Ende der Elektrode 4. Überschüssige Elektrolytflüssigkeit kann dabei über den Spalt zwischen dem Gehäuse 10 und dem Elektrodenträger 1 austreten. Der Elektrodenträger 1 wird schließlich mit dem Gehäuse durch die umlaufende Klebestelle 50 hermetisch dicht verbunden. Nach Aufziehen eines Gummiringes 52 wird die Hülse 51 auf das Gehäuse 10 aufgeschoben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 Bei bekannten Elektrodenanordnungen, z, B, der Patentansprüche; in der Blutgasanalyse gebräuchlichen Elektrode nach Severinghaus zur Messung des CGlB-Partialdruckes

1. Verfahren zur Herstellung einer Elektroden- sowie der Elektrode nach Clark zur Messung des anordnung für die Partialdruckmessung von Ga- 5 Og-Partialdruckes bereitet die Herstellung einer raögsen in Flüssigkeiten, insbesondere des CO.,- bzw. liehst dünnen Elektrolytschicht, welche für die elek-O₂-Partialdruckes bei der Blutgasanalyse," wobei trisch leitende Verbindung zwischen der meßempeine flüssigkeitsdichte und gasdurchlässige Mem- findlichen Fläche der Elektrode und der Bezugselekbranfolie an das meßempfindliche Ende einer im trode sorgt, verhältnismäßig große Schwierigkeiten. Abstand von einer Bezugselektrode an einem io Solche Elektroden wurden bisher am meßem^findli-Elektrodenträger angeordneten Elektrode ange- chen Ende mit freier Hand mit einer als Elektrolytdrückt und mit einem elastischen Haltering träger dienenden Zwischenschicht versehen und sofixiert, der Elektrodenträger mit der bespannten dann mit der Membrane überzogen. Beim Einbau in Elektrode in die Aufnahmebohrung eines ihn die Meßapparatur werden diese Elektroden üblicherdicht umschließenden Gehäuses eingesetzt und 15 weise mit dem überzogenen Teil so gegen eine Dichtder Gehäuseraum zwischen dem meßempfindli- fläche, gedrückt, daß der meßempfindliche Teil in die chen Elektrodenende und der Bezugselektrode Meßkammer hineinragt.

mit Elektrolytflüssigkeit gefüllt wird, dadurch Eine der Hauptschwierigkeiten bei der Herstellung gekennzeichnet, daß die Membranfolie der bekannten Elektrodenanordnung crgiLi sich auf eine mit einer Vertiefung versehene Unterlage ao durch die Forderung einer gleichmäßigen Anpresaufgelegt, im Bejeich um die Vertiefung durch sung der Membrane an die als Elektrolytträger fun-Auflegen eines Gewichtes, eines federbelasteten gierende Zwischenschicht. Nur in diesem Falle sind Spannringes od. dgl. mit gleichmäßigem Flächen- bei mehreren Elektroden übereinstimmende Meßeidruck belastet wird, sodann die Elektrode mit genschaften zu erwarten, welche einen Austausch der dem meßempfindlichen Ende, im Bereich der as Elektroden untereinander unter Vermeidung von Vertiefung in die Membranfolie eingedrückt langwierigen Abstimmarbeiten ermöglichen,
wird, so daß sich die Folie als gleichmäßiger Durch die Erfindung soll ein verbessertes Herstel-Überzug über das meßempfindliche Ende und lungsverfahren für Elektrodenanordnungen geschafden zylindrischen Mantel der Elektrode spannt, fen werden, welches die NachiteiJe der bekannten wobei gleichzeitig der elastische Haltering über 30 Methoden vermeidet und das eine weitgehend autodas bespannte Eltktrodenende gezogen wird. matisierte, serienmäßige Montage ermöglicht. Dabei

2. Verfahren nach Anspruch t, dadurch ge- sollen weitgehend übereinstimmende Meßeigenschafkennzeichnet, daß die Membrane nach Art eines ten der fertigen Elektroden gewährleistet werden.
Beutels zusammengefaßt, sodann nit ihrem offe- Ausgehend von dem eingangs genannten bekannnen Ende unmittelbar um den Gehäusefortsatz 35 ten Herstellungsverfahren wird diese Aufgabe, erfingelegt und an diesem abdichtend befestigt wird, dungsgemäß dadurch gelöst, daß die Membranfolie worauf Elektrolytflüssigkeit in den von der Mem- auf eine mit einer Vertiefung versehene Unterlage brane gebildeten Beutel eingefüllt und sodann aufgelegt, im Bereich um die Vertiefung durch Aufder Elektrodenträger von der der Membrane ge- legen eines Gewichtes, eines federbelasteten Spanngenüberliegenden Seite her in das Gehäuse einge- 40 ringes od. dgl. mit gleichmäßigem Flächendruck beschoben wird, daß sich die Membrane um das lastet wird, sodann die Elektrode mit dem meßempmeßempiindliche Elektrodenende spannt, und findlichen Ende im Bereich der Vertiefung in die schließlich der Elektrodenträger mit dem Ge- Membranfolie eingedrückt wird, so daß sich die Fohäuse abdichtend verbunden, z. B. verklebt wird. He als gleichmäßiger Überzug über das meßempfind-

45 liehe Ende und den zylindrischen Mantel der Elektrode spannt, wobei gleichzeitig der elastische Haltering über das bespannte Elektrodenende gezogen wird. Diese Methode, die auf die Erfordernisse einer

rationellen Serienfertigung abgestimmt ist, vermeidet

50 vor allem individuelle Einflüsse beim Bespannen des meßempfindlicheii Elektrodenendes und das Auftreten irgendwelcher zusätzlicher Montagespannungen beim endgültigen Zusammenbau der Elektrodenein-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel- heit. Durch den zugleich mit dem Bespannen der lung einer Elektrodenanordnung für die Partialdruck- 55 Elektrode aufgezogenen elastischen Haltering ist für messung von Gasen in Flüssigkeiten, insbeson- die Möglichkeit eines Druckausgleiches der Elektrodere des CO₂- bzw. O₂-Partialdruckes bei der Blut- lytflüssigkeit gesorgt, so daß allfälligen Änderungen gasanalyse, wobei eine ilüssigkeitsdichte und gas- der Meßempfindlichkeit zufolge Teniperaturschwandurchlässige Membranfolie an das meßempfindliche kungen weitgehend vorgebeugt ist.
Ende einer im Abstand von einer Bezugselektrode an 60 Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfineinem Elektrodenträger angeordneten Elektrode an- dungsgemäßen Verfahrens ist es besonders vorteilgedrückt und mit einem elastischen Haltering fixiert, haft, die Membrane nach Art eines Beutels zusamder Elektrodenträger mit der bespannten Elektrode menzufassen, sodann mit ihrem offenen Ende unmitin die Aufnahmebohrung eines ihn dicht umschlie- telbar um den Gehäusefortsatz zu legen und an dießenden Gehäuses eingesetzt und der Gehäuseraum 65 sem abdichtend zu befestigen, worauf Elektrolytflüszwischen dem meßempfindlichen Elektrodenende sigkeit in den von der Membrane gebildeten Beutel und der Bezugselektrode mit Elektrolytflüssigkeit ge- eingefüllt und sodann der Elektrodenträger von der füllt wird. der Membrane gegenüberliegenden Seite her in das