DE2214963A1 - DEVICE FOR DETERMINING THE BIOCHEMICAL OXYGEN REQUIREMENTS OF POLLUTED WATER - Google Patents

DEVICE FOR DETERMINING THE BIOCHEMICAL OXYGEN REQUIREMENTS OF POLLUTED WATER

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DE2214963A1
DE2214963A1 DE2214963A DE2214963A DE2214963A1 DE 2214963 A1 DE2214963 A1 DE 2214963A1 DE 2214963 A DE2214963 A DE 2214963A DE 2214963 A DE2214963 A DE 2214963A DE 2214963 A1 DE2214963 A1 DE 2214963A1
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James Clinton Young
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Description

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Freiligrathstraße 19 -. , I « « D U Rahr Eisenacher Straße 17Freiligrathstrasse 19 -. , I «« DU Rahr Eisenacher Strasse 17

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IOWA State University ResearchIOWA State University Research

Foundation, Ine.
210 B Marston Hall,
Ames, Iowa, V.St.A.
Foundation, Ine.
210 B Marston Hall,
Ames, Iowa, V.St.A.

Vorrichtung zur Bestimmung des biochemischen Sauerstoffbedarfs von verunreinigtem WasserDevice for determining the biochemical oxygen demand of contaminated water

Die Erfindung betrifft Verbesserungen eines elektrolytischen Verfahrens zur Bestimmung des biochemischen Sauer- ■ stoffbedarfs von verunreinigtem Wasser und insbesondere eine Vorrichtung hierfür. Die elektrolytische Methode, die manchmal auch Clark-Methode genannt wird, zur kontinuierlichen Bestimmung der Sauerstoffaufnahme einer größeren inhomogenen biologischen ,Probe wurde zuerst in einem Artikel von J.W. Clark im Jahre 1959 als das Engineering Experimental Station Bulletin No. 11 der New Mexico State University veröffentlicht. Das beschriebene Prinzip betraf die Auf--The invention relates to improvements in an electrolytic Method for determining the biochemical oxygen demand ■ of contaminated water and in particular a device for this. The electrolytic method that sometimes also called the Clark method, for the continuous determination of the oxygen uptake of a larger one inhomogeneous biological, sample was first described in an article by J.W. Clark in 1959 as the Engineering Experimental Station Bulletin No. 11 published by New Mexico State University. The principle described concerned the

— 1 —- 1 -

3098407066030984070660

22H96322H963

rechterhaltung des Druckes in einem geschlossenen Gefäß, das die Probe enthält, durch Auf- oder Nachfüllen bzw. Ersetzen des durch den Stoffwechsel verbrauchten Sauerstoffs durch die Elektrolyse von dünner Säure. Das beim Stoffwechsel entstandene CO2 wurde mit Kaliumhydroxyd absorbiert. Der innere Druck der Zelle wurde durch eine Vorrichtung überwacht, die einen Druckabfall feststellen konnte, um eine Energiequelle für die elektrolytische Zelle zu betätigen. Ein Gleichstrom wurde der elektrolytischen Zelle zugeführt, und die Einschaltdauer der Stromquelle, die an einem Betriebsstundenzähler gemessen wurde, bildete ein Maß für den durch die Probe verbrauchten Sauerstoff.Maintaining the pressure in a closed vessel containing the sample by topping up or topping up or replacing the oxygen consumed by the metabolism with the electrolysis of thin acid. The CO 2 produced during metabolism was absorbed with potassium hydroxide. The internal pressure of the cell was monitored by a device capable of sensing a pressure drop to operate a power source for the electrolytic cell. A direct current was fed to the electrolytic cell, and the duty cycle of the power source, which was measured on an hour meter, formed a measure of the oxygen consumed by the sample.

Nach dem Faraday'sehen Gesetz ist ein Faraday die AnT zahl von Ampere-Sekunden, die erforderlich ist, um ein elektrochemisches Gewichtsäquivalent einer Substanz aufzulösen. Im Falle von Wasser erzeugt beispielsweise ein Faraday 8,000 mg Sauerstoff an der positiven Elektrode pro 96,485 Ampere-Sekunden. Bei einem konstanten Strom ist daher die Zeit ein direktes Maß für die Op-Erzeugung.After Faraday'sehen a Faraday law is to T number of ampere-seconds, which is required to an electrochemical equivalent weight of a substance dissolved. For example, in the case of water, a Faraday produces 8,000 mg of oxygen on the positive electrode per 96.485 ampere-seconds. With a constant current, time is therefore a direct measure of Op generation.

Verbesserungen dieser Technik wurden in einem Artikel beschrieben, der in der Zeitschrift Analytical Chemistry, vol. yi, Seite 784 (Mai, 1965) veröffentlicht wurde und den Titel trägt "An Improved Apparatus for Biochemical Oxygen Demand", wobei die Verfasser J.C. Young, W. Garner und J.W. Clark waren.Improvements to this technique were described in an article published in the journal Analytical Chemistry, vol. yi , page 784 (May, 1965) and entitled "An Improved Apparatus for Biochemical Oxygen Demand", which authors are JC Young, W. Garner and JW Clark.

Die elektrische Konstruktion der Energiequelle, die bei diesem früheren Modell benutzt wurde, war nicht zufriedenstellend. Es gab keine Steuerung und Kontrolle desThe electrical construction of the power source used in this earlier model was unsatisfactory. There was no steering and control of the

309840/0660309840/0660

3 22U9633 22U963

für die Elektrolyse gebrauchten Stroms., und häufige von Hand vorzunehmende Einstellungen und Korrekturen waren erforderlich. . Es ist nämlich so., daß Schwankungen in der erzeugten Sauerstoffmenge auftreten, infolge von Änderungen in der Netzspannung, Änderungen in der elektrolytischen Konzentration wegen der Verdampfung von der Zelle her, Änderungen in der elektrolytischen Konzentration von der elektrolytischen Umsetzung von Wasser zu Wasserstoff und Sauerstoff her und infolge Unterschieden in der Aufbereitung neuer Elektrolyt-Lösungen. Es war daher eine häufige Nachstellung der Einheiten erforderlich, um einen konstanten Strom aufrecht zu erhalten. Trotz dieser Fehlerquellen konnte der biochemische Sauerstoffbedarf von Proben bestehend aus rohem Abwasser und synthetischen Abfällen einer Zusammensetzung bzw. von einem Anreicherungsgrad, der sich dem von rohem Abwasser annähert, genauer gemessen werden,electricity used for electrolysis., and frequent of Manual adjustments and corrections were necessary. . The fact is that fluctuations in the generated amount of oxygen occur as a result of changes in the mains voltage, changes in the electrolytic concentration due to evaporation from the cell, Changes in electrolytic concentration from the electrolytic conversion of water to hydrogen and Oxygen here and there as a result of differences in processing new electrolyte solutions. Frequent readjustments of the units were therefore necessary in order to maintain a constant To maintain electricity. Despite these sources of error, the biochemical oxygen demand of samples could exist from raw wastewater and synthetic waste with a composition or degree of enrichment that is different that of raw wastewater can be measured more precisely,

es
als mit anderen zur Verfügung stehenden Methoden möglich
it
than possible with other available methods

Ein Artikel, der eine Rückschau auf die Entwicklung der Respirometrischen Methoden zur Bestimmung des biochemischen Sauerstoffbedarfs bildet und den Titel " The Determination of Biochemical Oxygen Demand by Respirometric Methods", Verfasser H.A.C. Montgomery, aifurde in der Zeitschrift "Water Research", Pergamon Press, (I967) vol. 1, Seiten 63I - 662, veröffentlicht. "An article of the methods is a review of the development of the manometric for determination of biochemical oxygen demand and the title "The Determination of Biochemical Oxygen Demand by Respirometric Methods", author HAC Montgomery, a ifurde in the journal "Water Research", Pergamon Press, (I967) vol. 1, pages 63I-662. "

Die vorliegende Erfindung schafft außerdem Verbesserungen der elektrolytischen Methode zur Bestimmung des biochemischen Sauerstoffbedarfs, die zuerst durch Clark besehrieben und später weiter entwickelt wurde, wie oben erwähnt ist. Die Verbesserungen beziehen sich auf die Konstruktion der elektrolytischen Zelle und auf das Gesamtsystem, dasThe present invention also provides improvements in the electrolytic method of determining biochemical Oxygen requirements first described by Clark and was further developed later, as mentioned above. The improvements relate to the construction the electrolytic cell and the overall system that

- 3 309840/0660 - 3 309840/0660

u 22U963 u 22U963

eine geregelte Stromquelle aufweist. Die Zelle umfaßt eine im wesentlichen zylindrische Außenwandung, eine mit der Außenwandung koaxiale zylindrische Zwischenwandung, die eine öffnung aufweist, so daß der Elektrolyt frei zu beiden Seiten der zylindrischen Zwischenwandung fließen kann. Ein zentrales Rohr ist innerhalb der Zwischenwandung vorgesehen und erstreckt sieh bis in einen Bereich oberhalb der Oberfläche bzw. des Spiegels des Elektrolyten. Eine Kappe mit einem stumpfkegeligen Körper und einem kreisförmigen oberen Plansch ist oben auf die zylindrische Zwischenwandung der elektrolytischen Zelle aufgesetzt. Drei Elektroden erstrecken sich durch den Plansch, und zwar eine Fühlelektrode zur Feststellung der Höhe des Elektrolytspiegels, eine gewöhnliche oder negative Gleichstromelektrode und eine positive Gleichs tromelektrode.has a regulated power source. The cell includes a substantially cylindrical outer wall, one with the outer wall has a coaxial cylindrical partition which has an opening so that the electrolyte is free can flow on both sides of the cylindrical partition. A central tube is inside the partition is provided and extends into a region above the surface or the level of the electrolyte. A cap with a frusto-conical body and a circular top splash is on top of the placed on the cylindrical partition of the electrolytic cell. Three electrodes extend through the Splash, namely a sensing electrode for detection the height of the electrolyte level, a common or negative DC electrode and a positive DC current electrode.

Im Hinblick auf die baulichen Merkmale des neuen Systems ist hervorzuheben, daß der Durehmesser des kreisrunden Flansches der Zellenkappe ungefähr gleich dem Außendurchmesser der äußeren zylindrischen Wandung der Zelle ist. Wenn die Kappe auf die zylindrische Zwischenwandung in dichtender Verbindung mit dieser aufgesetzt wird, befindet sich der kreisrunde Flansch geringfügig oberhalb der äußeren zylindrischen Wandung der Zelle, und zwar in einem Abstand von zwei bis drei mm, um eine ringförmige öffnung zu schaffen, die mit dem Teil des Elektrolyten in Verbindung steht, in den die negative Gleichstromelektrode eingetaucht ist. So gestattet die enge ringförmige öffnung ein Entweichen des Wasserstoffs und bringt dennoch die Verdampfung des Elektrolyten auf ein Minimum.With regard to the structural features of the new system, it should be emphasized that the diameter of the circular Flange of the cell cap is approximately equal to the outer diameter of the outer cylindrical wall of the cell. When the cap is placed on the cylindrical partition in a sealing connection therewith, is located the circular flange is slightly above the outer cylindrical wall of the cell, at a distance from two to three mm to create an annular opening that communicates with the part of the electrolyte in that the DC negative electrode is immersed. Thus, the narrow annular opening allows the escape Hydrogen and still brings the evaporation of the electrolyte to a minimum.

Außerdem ist eine öffnung in dem oberen Sitz- oder Paß-In addition, there is an opening in the upper seat or passport

- 4 -9040/0660- 4 -9040/0660

teil der inneren zylindrischen Wandung der Zelle (oberhalb des Elektrolyten) vorgesehen, und in der stumpfkegeligen Wandung der Zellenkappe befindet sich eine entsprechende öffnung. Wenn diese beiden Öffnungen miteinander fluchten, steht der Innenraum des die Probe aufnehmenden Reaktionsgefäßes in Verbindung mit der Atmosphäre über das zentrale Rohr der Zelle, um den Druck innerhalb des Reaktionsgefäßes demjenigen der Atmosphäre als Bezugs- oder -Anfangspunkt anzugleichen.part of the inner cylindrical wall of the cell (above the electrolyte) is provided, and in the frustoconical A corresponding opening is located on the wall of the cell cap. When these two openings are aligned, the interior of the reaction vessel receiving the sample is in communication with the atmosphere via the central tube of the cell to control the pressure inside the reaction vessel to match that of the atmosphere as a reference or starting point.

Weitere erfindungsgemäße Verbesserungen in der Gesamtkombination ergeben sich durch Verwendung einer geregelten Gleichstromquelle, um zu gewährleisten, daß stets ein konstanter Strom fließt, wenn die Gleichstromelektroden eingeschaltet sind, so daß ein Betriebsstundenzähler bzw. ein Zeitmesser, der nur betätigt ist, wenn die geregelte Gleichstromquelle eingeschaltet ist, eine sehr genaue Messung des verbrauchten O2 vornimmt. Wie bekannt ist, bildet der Betrag des erzeugten Sauerstoffs eine lineare Funktion des Zeitintegrals des Stroms. Bei Verwendung des neuen Energiezuführungssystems wird der Strom für die Elektrolyse innerhalb eines Abweichungsbereiehs von 1 % des gewünschten Wertes bei Änderungen von + $o% in der Elektrolytzusammensetzung und bei Änderungen von + ±0% in der Netzspannung gehalten.Further improvements according to the invention in the overall combination result from the use of a regulated direct current source in order to ensure that a constant current always flows when the direct current electrodes are switched on, so that an operating hours counter or a timer which is only activated when the regulated direct current source is switched on takes a very precise measurement of the O2 consumed. As is known, the amount of oxygen generated is a linear function of the time integral of the current. When using the new energy supply system, the current for the electrolysis is kept within a deviation range of 1 % of the desired value for changes of + $ 0% in the electrolyte composition and for changes of + ± 0% in the mains voltage.

Es ist ein von Hand bedienbarer Wählschalter vorgesehen, um die Stromgröße so festzusetzen, daß die Stromgröße mal der verstrichenen Zeitdauer ein Maß für den verbrauchten Sauerstoff ist. Die für den Elektrolytspiegel vorgesehene Fühl elektrode in; der Zelle ist mit einem Relais verbunden. .Wenn der Spiegel des Elektrolyten in dem Raum zwischen der zylindrischen Zwischenwandung und der äußeren WandungA manually operated selector switch is provided to set the magnitude of the current so that the magnitude of the current times the elapsed time is a measure of the oxygen consumed. The sensing electrode provided for the electrolyte level in ; the cell is connected to a relay. .When the level of the electrolyte in the space between the cylindrical partition and the outer wall

.- 5 30984 0/066 0.- 5 30984 0/066 0

22U96322U963

unter eine vorbestimmte Höhe sinkt (veranlaßt durch eine Abnahme des C^-Druckes in dem Reaktionsgefäß), schaltet das Relais die stromregulierte Energiezuführung zu den Gleichstromelektroden ein und betätigt außerdem den Betriebsstundenmesser. Die negative Gleichstromelektrode dient als gemeinsame Leitung für das System. Dadurch bildet sie auch eine der Wechselstrom-Fühlelektroden, wodurch die Notwendigkeit einer zusätzlichen Elektrode entfällt.sinks below a predetermined level (caused by a Decrease in the C ^ pressure in the reaction vessel), switches the relay switches on the current-regulated energy supply to the direct current electrodes and also actuates the Operating hours meter. The DC negative electrode serves as a common lead for the system. Through this it also forms one of the alternating current sensing electrodes, which eliminates the need for an additional electrode.

Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich für den auf dem vorliegenden Gebiet erfahrenen Fachmann aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen stets gleiche Teile in verschiedenen Ansichten bezeichnen.Other features and advantages of the present invention will be apparent to those skilled in the art those skilled in the art from the following description of a preferred embodiment with reference to FIG Drawings in which the same reference characters always refer to the same parts in different views.

Fig. 1 ist eine Übersichtsansicht zur Darstellung der verbesserten elektrolytischen Zelle, teilweise in Schnittansicht, in Verbindung mit der Darstellung eines SteuerschrankesjFIG. 1 is a plan view showing the improved electrolytic cell, partially shown in FIG Sectional view, in connection with the representation of a Control cabinet j

Fig. 2 ist eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung der verbesserten elektrolytischen Zelle, teilweise in Schnittdarstellung;Figure 2 is an exploded perspective view of the improved electrolytic cell, in part in sectional view;

Fig. 3 ist eine Darstellung des Schaltkreises des Steuerteils des Systems.Figure 3 is a circuit diagram of the control portion of the system.

In den Figuren 1 und 2 bezeichnet das Bezugszeichen ein Reaktionsgefäß als Ganzes. Mit 11 ist eine elektrolytische Zelle bezeichnet und das Bezugszeichen 12 be-In FIGS. 1 and 2, the reference number denotes a reaction vessel as a whole. At 11 there is an electrolytic Cell designated and the reference numeral 12 denotes

- 6 309840/0660 - 6 309840/0660

- 22U963- 22U963

zeichnet den Schrank für die Energie- -und Steuereinheit. Das Reaktionsgefäß Io ist ein Glasbehälter, vorzugsweise aus Pyrex bestehend, mit einer zylindrischen Seitenwandung 13 und einem oberen offenen Hals 14. Die mit I5 bezeichnete Probe ist in dem Reaktionsgefäß Io aufgenommen, und ein Luftraum 16 befindet sich oberhalb der Oberfläche der Probe I5 innerhalb des Reaktionsgefäßes Io. Ein magnetischer Rührer, der schematisch bei S dargestellt ist, ist innerhalb des Reaktionsgefäßes Io angeordnet. draws the cabinet for the energy and control unit. The reaction vessel Io is a glass container, preferably made of Pyrex, with a cylindrical side wall 13 and an upper open neck 14. The ones marked I5 The designated sample is contained in the reaction vessel Io, and an air space 16 is above the surface of the sample 15 within the reaction vessel Io. A magnetic stirrer, shown schematically at S. is arranged inside the reaction vessel Io.

Der Hals 14 des Reaktionsgefäßes Io nimmt ein Ansatzstück oder Einsatzstück auf, das als Ganzes mit dem Bezugszeichen 17 bezeichnet ist, das Einsatzstück 17 ist ebenfalls vorzugsweise aus Pyrex-Glas hergestellt.The neck 14 of the reaction vessel Io takes an extension piece or insert, which is designated as a whole by the reference numeral 17, the insert 17 is also preferably made of Pyrex glass.

Das Einsatzstück I7 umfaßt eine obere, sich verjüngende Hülse 18, deren äußere Oberfläche in dichtendem Eingriff mit der inneren sich nach oben erweiternden Oberfläche des Halses 14 steht. Von der Hülse 18 aus erstreckt sich ein rohrförmiger Behälter I9 mit einem geschlossenen Boden nach unten. Der Behälter I9 enthält eine Menge von Kaliumhydroxyd-Lösung 2o zum.Absorbieren des durch den Stoffwechsel seitens der Mikroorganismen in der Probe erzeugten CO2. Ein Docht 21 aus Glaswolle befindet sich in der Lösung 2o und erstreckt sich über deren oberen Spiegel hinaus. Erste und zweite öffnungen 2J und 24 (Fig. 2) sind in der Wandung des Einsatzstückes 17 im Bereich des obereri Endes des Behälters I9 ausgebildet und stehen in Verbindung mit dem Luftraum 16 des Reaktionsgefäßes lo. Die öffnungen 2j5 und 24 gestatten, daß das von der Probe entwickelte CO2 in den Behälter I9 des Einsatzstückes I7 eintritt und durch die dort ent-The insert 17 includes an upper, tapered sleeve 18, the outer surface of which is in sealing engagement with the inner, upwardly flared surface of the neck 14. A tubular container 19 with a closed bottom extends downward from the sleeve 18. The container I9 contains a quantity of potassium hydroxide solution 2o to absorb the CO 2 generated by the metabolism of the microorganisms in the sample. A wick 21 made of glass wool is located in the solution 2o and extends beyond its upper mirror. First and second openings 2J and 24 (FIG. 2) are formed in the wall of the insert 17 in the area of the upper end of the container 19 and are in communication with the air space 16 of the reaction vessel 10. The openings 2j5 and 24 allow the CO 2 developed by the sample to enter the container 19 of the insert I7 and through the

309840/0660309840/0660

S> 22U963S> 22U963

haltene Kaliumhydroxydlösung absorbiert wird. Wie sich klar aus der nachfolgenden Beschreibung ergibt, lassen die öffnungen 2;? und 24 auch den Eintritt von O2 von der elektrolytischen Zelle in den Luftraum 16 zu, wo dieser von der Probe aufgenommen und verbraucht wird, Sowohl die äußeren als auch di-e inneren Oberflächen der Glashülse 18 sind geschliffen, um eine luftdichte Verbindung mit der inneren Oberfläche des Halses 14 und der elektrolytischen Zelle 11 zu schaffen. Die Innenfläche des Halses 14· ist ebenfalls geschliffen.retained potassium hydroxide solution is absorbed. As can be clearly seen from the following description, the openings 2; and 24 also allows O 2 from the electrolytic cell to enter the air space 16, where it is absorbed and consumed by the sample. Both the outer and inner surfaces of the glass sleeve 18 are ground to create an airtight connection with the inner surface of the neck 14 and the electrolytic cell 11 to provide. The inner surface of the neck 14 is also ground.

Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte elektrolytische Zelle 11 umfaßt eine zylindrische Außenwandung 26, eine mit der Außenwandung 26 koaxiale zylindrische Zwischenwandung 27 und ein zentrales Rohr 28, das gegenüber den Wandungen 26 und 27 koaxial verläuft. Ein äußerer ringförmiger Zwischenraum, der durch die zylindrischen Wandungen 26 und 27 gebildet ist, ist mit 29a bezeichnet. Der innere ringförmige Raum zwischen der Wandung 27 und dem Rohr 28 ist mit 29b bezeichnet. Der untere Teil der Wandung 26 ist nach innen gezogen und verengt sich in Richtung auf die Zwischenwandung 27, an die er angeschlossen ist. Der Boden des Rohres 28 ist erweitert, um mit der Innenfläche der Wandung 27 zu verschmelzen.The electrolytic cell 11 shown in FIGS. 1 and 2 comprises a cylindrical outer wall 26, a cylindrical intermediate wall 27 coaxial with the outer wall 26 and a central tube 28 which runs coaxially with respect to the walls 26 and 27. An outer annular space which is formed by the cylindrical walls 26 and 27 is denoted by 29a. The inner annular space between the wall 27 and the tube 28 is denoted by 29b. The lower part of the wall 26 is drawn inwards and narrows in the direction of the intermediate wall 27 to which it is connected. The bottom of the tube 28 is widened to merge with the inner surface of the wall 27.

Von dem unteren Teil der Außenwandung 26 steht ein sich nach innen verengendes Paßstück J>o mit einer äußeren geschliffenen Oberfläche zum Einsetzen in die Hülse 18 des Einsatzstückes 17 nach unten vor. Die äußere Oberfläche des Paßstückes 3o verengt sich entsprechend, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist. In der Nähe des Bodens der zylindrischen Zwischenwandung 27 ist eine öffnung ;51 vorgesehen, so daß der ringförmige Raum 29a mit dem ring-From the lower part of the outer wall 26, an inwardly narrowing fitting piece J> o with an outer ground surface for insertion into the sleeve 18 of the insert piece 17 projects downwards. The outer surface of the fitting piece 3o narrows accordingly, as can be seen from FIG. An opening 51 is provided in the vicinity of the bottom of the cylindrical partition 27, so that the annular space 29a with the annular

- 8 309840/0860 - 8 309840/0860

S . 22H963S. 22H963

förmigen Raum 29b in Verbindung steht. Ein Elektrolyt 55 befindet sich in beiden dieser' ringförmigen Räume und kann sich frei durch die öffnung 5I hindurch bewegen. Ein bevorzugter Elektrolyttyp ist eine 0,5 bis 0,5 normale Lösung von Schwefelsäure. Der obere Teil der Zwischenwandung 27 verjüngt sich bis zu einer verengten Abmessung am oberen Ende, um eine konische Sitzfläche 27a zur Aufnahme einer als Ganzes mit 55 bezeichneten Kappe, die gleichfalls vorzugsweise aus Pyrex-Glas gebildet ist. Eine öffnung 54 ist in dem konischen Teil 27a der Zwischenwandung 27 ausgebildet.shaped space 29b communicates. An electrolyte 55 is in both of these 'annular spaces and can move freely through the opening 5I. A preferred type of electrolyte is a 0.5 to 0.5 normal solution of sulfuric acid. The upper part of the partition 27 tapers to a narrowed dimension at the upper end, around a conical seat surface 27a for receiving a cap designated as a whole as 55, which is also preferably made of Pyrex glass. An opening 54 is in the conical part 27a the intermediate wall 27 is formed.

Die Kappe 55· weist eine stumpfkegelige Fassung 57 zum Aufsetzen auf den sich entsprechend verjüngenden Teil 27a der Zwischenwandung 27 auf. Die Innenfläche der Fassung 57 ist ebenso geschliffen, wie die Außenfläche des sich verjüngenden Teils 27a der Zwischenwandung 27, um eine luftdichte Verbindung zu ermöglichen. Die Kappe 55 weist außerdem einen oberen kreisförmigen Flansch 58 auf, der ein Teil mit der Fassung 57 bildet. Der Flansch 58 weist drei öffnungen 59*. 4o und 4l zur Aufnahme von drei getrennten Elektroden auf, wie nachfolgend beschrieben wird. Der äußere Durchmesser des kreisförmigen Flansches 58 ist ungefähr gleich dem Außendurchmesser der zylindrischen Außenwandung 26. Wenn die Kappe 55 vollständig auf die Zwischenwandung 27 aufgesetzt ist, bleibt ein ringförmiger mit 44 bezeichneter Zwischenraum zwischen deren unteren Oberfläche des Flansches 58 und der oberen Kante der Außenwandung 26 bestehen. Der ringförmige Zwischenraum 44 ist vorzugsweise etwa 2 bis 5 mm· Diese ringförmige Öffnung gestattet das Entweichen von Wasserstoff, der bei der Elektrolyse des Elektrolyten ~^J> gebildet wird, und vermindert dennoch die Verdampfung des Elektrolyten, und dies hat sich als Vorteil erwiesenThe cap 55 has a frustoconical mount 57 to be placed on the correspondingly tapering part 27a of the intermediate wall 27. The inner surface of the socket 57 is also ground, as is the outer surface of the tapering part 27a of the intermediate wall 27, in order to enable an airtight connection. The cap 55 also has an upper circular flange 58 that forms part with the socket 57. The flange 58 has three openings 59 *. 4o and 4l to accommodate three separate electrodes, as will be described below. The outer diameter of the circular flange 58 is approximately equal to the outer diameter of the cylindrical outer wall 26. When the cap 55 is fully fitted onto the intermediate wall 27, an annular space, designated 44, remains between the lower surface of the flange 58 and the upper edge of the outer wall 26 exist. The annular space 44 is preferably about 2 to 5 mm · This annular opening allows the escape of hydrogen which is formed during the electrolysis of the electrolyte ~ ^ J>, and yet reduces the evaporation of the electrolyte and this has proved advantageous

- 9 -09840/0660 - 9 - 09840/0660

/0 22U963 / 0 22U963

für einen lang anhaltenden genauen Betrieb der Zelle, wie es normalerweise angestrebt wird.for a long-term accurate operation of the cell, as is normally aimed at.

Die Fassung .37 der Kappe 35 weist eine öffnung 57a auf, die wahlweise in Flucht mit der öffnung 34 der Sitzfläche 27a der Zwischenwandung 27 oder in eine diese öffnung überdeckende und abdichtende Stellung durch Drehen der Kappe 35 gebracht werden kann. Wenn die Kappe 35 auf die Zelle 11 aufgesetzt ist, wie in Fig. 1 dargestellt ist, entsteht eine mit 47 in Fig. 1 bezeichnete Kammer. Die Kammer 47 wird durch den verjüngten Teil 27a der Zwischenwandung 27 und durch die Kappe 35 gebildet. Die Kammer 47 steht über das Rohr 28, das Paßstück 3o der Zelle 11 und über die öffnungen 23 und 24 des Einsatzstückes I7 mit dem oberen Luftraum 16 des Reaktionsgefäßes Io in Verbindung. Wenn die öffnungen 34 und 37a in Flucht; miteinander liegen, steht die Kammer 47 außerdem über den ringförmigen Zwischenraum 44 mit der Atmosphäre in Verbindung, um den in der Kammer herrschenden Druck dem der Atmosphäre anzugleichen und um den Spiegel des Elektrolyten innerhalb des ringförmigen inneren Raumes 29b auf diejenige Höhe zu bringen, die auch der Elektrolyt in dem ringförmigen Raum 29a aufweist. Wenn die Kappe 35 gedreht wird, so daß die öffnungen 34 und 37a nicht in Flucht miteinander liegen, sind die Kammer 47 und der Luftraum 16 gegenüber der Atmosphäre abgedichtet. Wenn dann durch die Probe infolge des Stoffwechsels O2 verbraucht wird, und CO2 in die Kammer 16 abgegeben wird, wird das COp' durch die öffnungen 23 und 24 in das Innere des rohrförmigen Behälters I9 gebracht, wo es durch das Kaliumhydroxyd 2o absorbiert wird, wodurch ein leichtes Vakuum erzegt wird. Dieser verringerte Druck überträgt sich auf die Kammer 47* um den Elektrolyten in dem inneren Ringraum 29b aufThe socket .37 of the cap 35 has an opening 57a, which can optionally be brought into alignment with the opening 34 of the seat 27a of the intermediate wall 27 or into a position that covers this opening and seals it by rotating the cap 35. When the cap 35 is placed on the cell 11, as shown in FIG. 1, a chamber designated by 47 in FIG. 1 is created. The chamber 47 is formed by the tapered part 27 a of the intermediate wall 27 and by the cap 35. The chamber 47 communicates with the upper air space 16 of the reaction vessel Io via the tube 28, the adapter 3o of the cell 11 and via the openings 23 and 24 of the insert I7. When the openings 34 and 37a are in alignment; are together, the chamber 47 is also through the annular space 44 with the atmosphere in communication to equalize the pressure prevailing in the chamber to that of the atmosphere and to bring the level of the electrolyte within the annular inner space 29b to the same height the electrolyte has in the annular space 29a. When the cap 35 is rotated so that the openings 34 and 37a are not in alignment with one another, the chamber 47 and the air space 16 are sealed off from the atmosphere. When O 2 is then consumed by the sample as a result of metabolism and CO 2 is released into the chamber 16, the COp 'is brought through the openings 23 and 24 into the interior of the tubular container 19, where it is absorbed by the potassium hydroxide 2o creating a slight vacuum. This reduced pressure is transferred to the chamber 47 * around the electrolyte in the inner annulus 29b

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eine größere Höhe bzw. einen höheren Spiegel zu bringen, wodurch der Spiegel des in dem äußeren Ringraum 29a enthaltenen Elektrolyten gesenkt wird.to bring a greater height or a higher mirror, whereby the mirror of the in the outer annular space 29a contained electrolytes is lowered.

Eine erste Fühlelektrode 50 erstreckt sich durch die öffnung 39 in dem kreisförmigen Flansch 38 und ist dort mittels eines Epoxyklebers befestigt. Die Elektrode 50 erstreckt sich bis in eine vorbestimmte Höhe innerhalb des äußeren Ringraumes 29a der Zelle 11 und befindet sich normalerweise in Berührung mit dem Elektrolyten. Wenn das COo in dem Luftraum 16 durch die Kaliumhydroxydlösung absorbiert, wird, wie bereits beschrieben wurde., sinkt der Spiegel des Elektrolyten in dem äußeren Ringraum und der Kontakt mit der Fühlelektrode 50 wird unterbrochen. Wenn diese Kontaktunterbrechung eintritt, wird, wie später noch im einzelnen erläutert wird, ein Gleichstrom zu den Elektroden 52 und 53 geführt, die in entsprechenden öffnungen 4o und 4l des kreisförmigen Flansches 38 aufgenommen und dort mit Epoxy befestigt und abgedichtet sind. Die Elektroden 50, 52 und. 55' bestehen vorzugsweise aus Platin. -'■"-,A first sense electrode 50 extends through the opening 39 in circular flange 38 and is there attached by means of an epoxy adhesive. The electrode 50 extends to a predetermined height within the outer annular space 29a of the cell 11 and is located normally in contact with the electrolyte. When the COo in the headspace 16 is absorbed by the potassium hydroxide solution, as already described., the level of the electrolyte in the outer annular space falls and the contact with the sensing electrode 50 is interrupted. When this contact break occurs, it becomes a direct current, as will be explained in detail later led to the electrodes 52 and 53, which are in corresponding openings 4o and 4l of the circular flange 38 are added and fixed there with epoxy and sealed. The electrodes 50, 52 and. 55 'are preferably made made of platinum. - '■ "-,

Die Elektrode 52 erstreckt sich durcfifammer 47 hindurch in den in dem inneren Ringraum 29b enthaltenen Elektrolyten. Die Elektrode 53 steht mit dem Elektrolyten 33 in dem äußeren Ringraum 29a in Berührung, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist. Wenn der Elektrolyt 33 den Kontakt mit der Fühl- oder Spiegeluberwachungselektrode 50 unterbricht, wodurch ein verringerter Druck in der Kammer 47 angezeigt wird, wird daher der elektrolytische Vorgang,veranlaßt. Es wird O2 an der positiven Elektrode 52 erzeugt, um den Druck innerhalb der Kammer 47 zu erhöhen und um gleichzeitig den Bestand an O2 in dem Luftraum 16 wieder aufzufüllen. Wasserstoff wird an der negativen Elektrode 53The electrode 52 extends through the chamber 47 into the electrolyte contained in the inner annular space 29b. The electrode 53 is in contact with the electrolyte 33 in the outer annular space 29a, as can be seen from FIG. 1. Therefore, when the electrolyte 33 breaks contact with the sensing or mirror monitoring electrode 50, indicating a reduced pressure in the chamber 47, the electrolytic process is initiated. O 2 is generated at the positive electrode 52 in order to increase the pressure within the chamber 47 and at the same time to replenish the supply of O 2 in the air space 16. Hydrogen becomes at the negative electrode 53

309040/0^0309040/0 ^ 0

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erzeugt.und über den ringförmigen Zwischenraum 44 an die Atmosphäre abgegeben. Dieser -Vorgang hält an, bis der Druck innerhalb der Kammer 47 den Spiegel des Elektrolyten in dem inneren Ringraum 29b senkt, wodurch ein Anstieg des Spiegels des Elektrolyten in dem äußeren Ringraum 29a veranlaßt wird, um so einen Kontakt mit der Elektrode po herzustellen. Wenn der Kontakt erreicht ist, wird die Elektrolyse beendet, Dadurch wird der Spiegel des Elektrolyten innerhalb eines schmalen Bereichs gehalten, wodurch der Og-Druck innerhalb des Luftraums 16 im wesentlichen konstant gehalten wird. Entsprechend Pig. 3 sind Stromleitungen ρό und 57 durch eine übliche nicht dargestellte Wechselstromquelle mit 60 Hz gespeist. Eine Sicherung 58 und ein Hauptschalter 59 liegen in der Leitung 56. Die Primärspule eines ersten Transformators 60 ist durch die Leitungen 56 und 57 an die Stromquelle angeschlossen, und eine Sekundärspule des Transformators 6o speist eine Doppelgleichrichterbrücke, die mit 61 bezeichnet ist, um eine Gleichstromausgangsspannung zu erzeugen. Ein Kondensator 62 filtert diese Gleichstromspannung, und diese wird über einen Handausschalter 65 an eine stromgeregelte Energieversorgung bzw. Energiezufuhr angelegt, die durch die gestrichelte Linie 64 umrandet ist. Da beabsichtigt ist, eine Vielzahl von Proben gleichzeitig zu testen, wird vorgezogen, daß 'nur eine Gleichstrom führende Spannungsquelle vorhanden ist und daß diese. Spannung an eine getrennte stromgeregelte Energiezufuhr für jede in Betrieb befindliche Zelle angelegt wird. Das positive Potential des Brückenausgangs ist mit dem Kollektor eines NPN Transistors Ql angeschlossen, dessen Basis mit der negativen Klemme (die die Erde, auch gemeinsames System genannt, bildet) des Brückenkreises über eine Zener-Diode Z verbunden ist. Ein Strompfad ist zwischen dem Kollektor und der Basisand via the annular gap 44 released the atmosphere. This process continues until the pressure inside chamber 47 rises above the level of the electrolyte in the inner annulus 29b, thereby increasing the level of electrolyte in the outer Annular space 29a is caused so as to make contact with the electrode po. When the contact reaches the electrolysis is stopped, this keeps the level of the electrolyte within a narrow range held, whereby the Og pressure within the air space 16 is kept substantially constant. Corresponding Pig. 3 are power lines ρό and 57 through a usual AC power source, not shown, fed at 60 Hz. A fuse 58 and a main switch 59 are in of line 56. The primary coil of a first transformer 60 is connected by lines 56 and 57 to the Power source connected, and a secondary coil of the transformer 6o feeds a double rectifier bridge, indicated at 61 for generating a DC output voltage. A capacitor 62 filters this DC voltage, and this is connected to a current-regulated power supply via a manual switch 65 or energy supply applied, which is bordered by the dashed line 64. Because it is intended a multitude To test samples simultaneously, it is preferred that only one voltage source carrying direct current is present is and that this. Voltage is applied to a separate current regulated power supply for each operating cell will. The positive potential of the bridge output is connected to the collector of an NPN transistor Ql, whose base with the negative terminal (which forms the earth, also called the common system) of the Bridge circuit via a Zener diode Z is connected. A current path is between the collector and the base

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des Transistors Ql über einen Widerstand 65 vorgesehen, um die Zener-Diode Z vorzuspannen und um einen Pfad für den Basisstrom für den Transistor Ql vorzusehen. Der Emitter des Transistors Ql ist über einen Widerstand 06 mit dem Emitter eines PNP Transistors Q2 verbunden. Der Kollektor des Transistors Q2 ist an den beweglichen Kontakt der Kontakte 67a eines Zweistellungsrelais angeschlossen. Die normalerweise offene Klemme der Kontakte 67a ist an einen Blindlastwiderstand 68 angeschlossen. Die andere Seite <fes Widerstandes 68 ist mit dem gemeinsamen System verbunden. Die normalerweise geschlossenen Kontakte 67a sind in Reihe mit einer Einsteckbuchse 69 und einem Strommesser-70 a^ die positive Elektrode 52 angeschlossen. Die Elektrode 53 ist an das gemeinsame System angeschlossen und dient als negative Gleiehstro.ffirelektrode, wenn sich der Elektrolyt in dem Ringraum 29a unterhalb der vorbestimmten Höhe befindet, d.h.., wenn dieser nicht in Berührung mit der Fühlelektrode 5o steht. Die Elektrode 5j5 _dient außerdem als gemeinsame Leitung für die Wechselstromquelle, wie weiter unten beschrieben wird.of the transistor Ql is provided through a resistor 65 to bias the Zener diode Z and to provide a path for the base current for the transistor Ql. The emitter of the transistor Q1 is connected via a resistor 06 to the emitter of a PNP transistor Q2. The collector of transistor Q2 is connected to the moving contact of contacts 67a of a two-position relay. The normally open terminal of contacts 67a is connected to a reactive load resistor 68. The other side of the resistor 68 is connected to the common system. The normally closed contacts 67a are in series with a plug-in socket 69 and an ammeter 70 connected to the positive electrode of a ^ 52nd The electrode 53 is connected to the common system and serves as a negative Gleiehstrom.ffirelectrode when the electrolyte in the annular space 29a is below the predetermined level, that is, when it is not in contact with the sensing electrode 5o. The electrode 5j5 also serves as a common line for the AC power source, as will be described below.

Die Basis des Transistors Q2 ist mit dem Emitter eines zweiten PNP Transistors QJ verbunden, dessen Kollektor in gemeinsamer Verbindung mit dem Kollektor des Transist.ors Q2 steht. Daher bilden die Transistoren Q2 und Q3 einen Darlington-Verstärker. Ein Widerstand 7oa ist zwischen dem Emitter des Transistors Ql und der Basis des Transistors Qjü> angeschlossen. Der Widerstand 7oa wirkt in Verbindung mit einem zweiten Widerstand als Spannungsteiler, um die Spannung am Eingang des Darlington-Verstärkers auf einem gewählten konstanten Wert zu halten. Der zweite Zweig des Spannungsteilers umfaßt einen gewählten Widerstandswert, um den Ausgangsstrom von demThe base of transistor Q2 is with the emitter of a second PNP transistor QJ, whose collector is in common connection with the collector of the transistor Q2. Therefore, the transistors Q2 and Q2 form Q3 a Darlington amplifier. A resistor 7oa is between the emitter of the transistor Ql and the base of the transistor Qjü> connected. The resistor 7oa acts in conjunction with a second resistor as Voltage divider for the voltage at the input of the Darlington amplifier to hold at a chosen constant value. The second branch of the voltage divider includes a selected one Resistance value to the output current of the

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Regulatorkreis 64 zu bestimmen. Das bedeutet, daß vier getrennte Widerstandszweige vorgesehen sind, die durch einen Schalter 71 wählbar sind, dessen beweglicher Arm direkt mit dem gemeinsamen System verbunden ist und der vier feste mit I-IV bezeichnete Kontakte aufweist. Im einzelnen ist ein erster veränderlicher Widerstand 73 in Reihe mit einem festen Widerstand 7^ zwischen der Basis des Transistors Q3 und einem festen Kontakt I des Schalters 71 angeschlossen. Ein zweiter variabler Widerstand 75 ist in Reihe mit einem festen Widerstand Jo zwischen die Basis des Transistors Q3 und einen festen Kontakt II des Schalters 71 gelegt. Ein dritter variabler Widerstand 77 ist in Reihe mit einem festen Widerstand an die Position III des Schalters 71 angeschlossen, und ein vierter variabler Widerstand 79 ist in Reihe mit einem festen Widerstand 80 mit dem festen Kontakt IV des Schalters 71 verbunden. Jeder dieser variablen Widerstände 73* 75* 77 und 79 gestattet eine eiae Peineinstellung des Ausgangsstromes auf einen vorbestimmten Wert. Wenn einmal eine Anfangseinsteilung vorgenommen worden ist, werden diese Einstellungen normalerweise anschließend nicht geändert.To determine regulator circuit 64. This means that four separate resistance branches are provided, which can be selected by a switch 71, the movable arm of which is directly connected to the common system and which has four fixed contacts labeled I-IV. In particular, a first variable resistor 73 is connected in series with a fixed resistor 7 ^ between the base of transistor Q3 and a fixed contact I of switch 71. A second variable resistor 75 is connected in series with a fixed resistor Jo between the base of the transistor Q3 and a fixed contact II of the switch 71. A third variable resistor 77 is connected in series with a fixed resistor to position III of the switch 71, and a fourth variable resistor 79 is connected in series with a fixed resistor 80 to the fixed contact IV of the switch 71. Each of these variable resistors 73 * 75 * 77 and 79 allows a fine adjustment of the output current to a predetermined value. Once an initial schedule has been made, these settings are usually not changed afterwards.

Im Betrieb des Stromreglers hält die Zener-Diode Z eine konstante Spannung an der Basis des Transistors Ql aufrecht. Da der Transistor Ql im aktiven Bereich vorgespannt ist, ist seine Basis-Emitter-Verbindung in Durchlaßrichtung vorgespannt, so daß die Spannung am Emitter des Transistors Ql in allen Bereichen des Stroms im wesentlichen konstant ist. Daher nimmt die erste Stufe des Stromreglers den Ausgangsgleichstrom des Brückenkreises 61 auf, der mit der Netzspannung schwankt, und bringt ihn auf einen niedrigeren, aber konstanten Wert unabhängig von + lo$ betragenden Änderungen in der Netz-When the current regulator is in operation, the Zener diode Z maintains a constant voltage at the base of the transistor Ql upright. Since the transistor Ql is biased in the active area, its base-emitter connection is forward biased so that the voltage at the emitter of transistor Ql in all areas of the current im is essentially constant. Therefore, the first stage of the current regulator takes the DC output of the bridge circuit 61, which fluctuates with the line voltage, and brings it to a lower but constant value regardless of changes in the network amounting to + lo $

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Versorgung. Dadurch hält die Spannung an dem Spannungsteiler einschließlich, des Widerstandes 7oa und eines der ausgewählten und mit dem Schalter 1Jl verbundenen Zweiges, eine konstante,· aber wählbare Spannung an der Basis des Transistors Q5 aufrecht. Solange sieh die Transistoren 0,2 und Q3 im aktiven Bereich befinden, hängt der gesamte Kollektorstrom von dem Basisstrom ab, der bestimmt ist durch die Spannung an dem Widerstand 7oa und dem Emitter-Widerstand 66. Wenn die Belastung wechselt, veranlaßt die Spannungsänderung an dem Widerstand 66 eine Änderung und Einstellung des Basisstromes der Transistoren Q2 und Q3, um den Laststrom auf einem konstanten Wert zu halten. Der Gesamtwiderstand der mit den Positionen I-IV verbundenen Zweige des Schalters Jl wird progressiv kleiner, um die Spannung an dem Widerstand 7oa zu erhöhen, wenn der bewegliche Kontakt des Schalters ^l in eine höhere Position gerückt wird. Daher ist der Ausgangsstrom von den Kollektoren "der Transistoren Q2 und QJ im wesentlichen unabhängig von dem Lastwert innerhalb des Bereichs der Anordnung. Es kann beispielsweise ein konstanter Laststrom erreicht werden bei Änderungen im Bereich von + 5° % in der Elektrolytzusammensetzung und bei Änderungen von + Io % im Versorgungsnetz.Care. Thereby, the voltage at the voltage divider holds including the resistor 7oa and one of the selected and connected to the switch 1 Jl branch, a constant, but · selectable voltage at the base of the transistor Q5 upright. As long as transistors 0, 2 and Q3 are in the active region, the total collector current depends on the base current, which is determined by the voltage across resistor 7oa and emitter resistor 66. When the load changes, it causes the voltage to change Resistor 66 changes and adjusts the base current of transistors Q2 and Q3 to keep the load current at a constant value. The total resistance of the branches of switch Jl connected to positions I-IV becomes progressively smaller in order to increase the voltage across resistor 7oa when the movable contact of switch ^ l is moved to a higher position. Therefore, the output current from the collectors ″ of the transistors Q2 and QJ is essentially independent of the load value within the range of the arrangement. For example, a constant load current can be achieved with changes in the range of + 5 % in the electrolyte composition and with changes of + Io % in the supply network.

Die Primärspule eines Transformators 84 ist mit den Stromleitungen 56 und 57 verbunden, und die Sekundärspule des Transformators 84 ist zwischen das gemeinsame System und die Spule eines Relais 67 gelegt. Das andere Ende der Spule des Relais 67 ist direkt mit der Fühlelektrode 5o .verbunden. Die vorgehend beschriebenen Kontakte 67a'werden durch das Relais 67 betätigt, d.h., wenn die Spule des Relais 67 nicht erregt ist. Die Kontakte 67a verbinden den Ausgang des Stromreglers direkt mit der positiven Elektrode 52 über die Einsteck-The primary coil of a transformer 84 is connected to the Power lines 56 and 57 connected, and the secondary coil of the transformer 84 is between the common System and the coil of a relay 67 placed. The other end of the coil of relay 67 is directly connected to the sensing electrode 5o. Connected. The previously described Contacts 67a 'are actuated by relay 67, i.e. when the coil of relay 67 is not energized. the Contacts 67a connect the output of the current regulator directly to the positive electrode 52 via the plug-in

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buchse 69 und den Strommesser 7o. Andererseits verbinden öle Kontakte 57a, wenn die Spule des Relais 67 erregt ist, wodurch angezeigt wird, daß -&iete der Spiegel des Elektrolyten in dem Ringraum 29a mindestens so hoch ist, wie vorbestimmt, den Ausgang des Stromreglerkreises direkt mit einer Scheinlast bzw.. Blindlast (Widerstand 08), so daß der Stromreglerkreis stets in Betrieb ist und zum Zwecke größerer Genauigkeit bei einer stabilisierten Gleichgewichtstemperatur arbeitet. Das Relais 67 ist. mit einem zweiten Satz van Kontakten 67b versehen, und diese Kontakte sind in Reihe mit einem Schalter 85 verbunden für den Anschluß der Stromleitungen 56, 57 an einen Zeitmesser bzw. Betriebsstundenzähler 86. Die Kontakte 67b sind normalerweise geschlossen. Daher wird nicht nur der Stromregler .an die Elektrode 52 geschaltet, wenn der Spiegel des Elektrolyten unter, eine vorbestimmte Höhe fällt, wodurch die Erregung der-r- Spule des Relais beendet wird, sondern es beginnt auch der Betriebsstundenzähler 86 damit, die Zeit zu messen. Eine Anzeigelampe 87 ist zwischen der Stromleitung 57 und der Verbindung des Schalters 85 und der Kontakte 86b angeschlossen, und wenn sie aufleuchtet, bedeutet dies, daß der Stromreglerkreis und der Kreis des BetriebsStundenzählers erregt sind. Die Schalterbezugszeichen 63 und 85 weisen jeweils, auf einer Seite, eines einzelnen zweipoligen Schalters hin.socket 69 and the ammeter 7o. On the other hand, when the coil of relay 67 is energized, oil contacts 57a, indicating that the level of electrolyte in annulus 29a is at least as high as predetermined, connect the output of the current regulator circuit directly to a dummy load (Resistor 08) so that the current control circuit is always in operation and, for the purpose of greater accuracy, operates at a stabilized equilibrium temperature. The relay 67 is. provided with a second set of contacts 67b, and these contacts are connected in series to a switch 85 for connecting the power lines 56, 57 to a timer or hour meter 86. The contacts 67b are normally closed. Therefore, not only is the current regulator connected to the electrode 52 when the level of the electrolyte falls below a predetermined level, thereby stopping the energization of the relay's r-coil, but also the operating hours counter 86 begins to count the time measure up. An indicator lamp 87 is connected between power line 57 and the junction of switch 85 and contacts 86b, and when illuminated it means that the current control circuit and the hour meter circuit are energized. Switch numerals 63 and 85 each indicate, on one side, a single two-pole switch.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist die Einstell- oder Wählvorrichtung für den Strommesser 7o (hierbei kann es sich um einen einfachen Multiplikationsfaktor handeln) mit 90 bezeichnet auf der Vorderplatte des Schrankes und ist die Skala für den Betriebsstundenzähler 86 ist bei 91 gezeigt. Der Knopf für den Wählschalter 71 ist mit 92 bezeichnet, und die Welle des Ausschalters und desAs can be seen from Fig. 1, the setting or Selection device for the ammeter 7o (here it can are a simple multiplication factor) marked 90 on the front panel of the cabinet and is the scale for the operating hours counter 86 is shown at 91. The button for the selector switch 71 is designated by 92, and the shaft of the switch and the

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Schalters 85 des Betriebsstundenzatilerkreises trägt das Bezugszeichen 9^. Die Anzeigelampe 87 ist ebenfallsSwitch 85 of the operating hours counter circuit carries the reference numeral 9 ^. The indicator lamp 87 is also

angegeben. . .specified. . .

Nach der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungs-•beispiels des verbesserten Systems zur Bestimmung des biochemischen Sauerstoffbedarfs.durch Elektrolyse ist ersichtlich, daß die Arbeitsweise des Systems genauer gestaltet wird durch die Benutzung einer geregelten und sehr genauen Gleichstromversorgung, die zwischen den beiden Elektrolyse-Elektroden 52 und 53 nur wirksam wird, wenn sich der Spiegel des Elektrolyten unterhalb einer vorbestimmten Höhe befindet, wodurch ein verringerter Druck innerhalb des die Probe enthaltenen Reaktionsgefäßes angezeigt wird. Der Ausgangsstrom der geregelten Stromversorgung ist unempfindlich gegenüber Änderungen bzw. Schwankungen im.Versorgungsnetz und in der Elektrolytzusammensetzung. Darüber hinaus dient eine der die Elektrolyse herbeiführenden Elektroden, nämlich die Elektrode 53, als gemeinsames System und wird in Verbindung mit der Fühlelektrode 50 dazu benutzt, um die Höhe des Spiegels des Elektrolyten innerhalb der Zelle 'festzustellen. Wenn der Spiegel des Elektrolyten mindestens so hoch ist, wie es einer vorbestimmten Höhe entspricht, (dies hängt von dem Ende der Elektrode 50 ab) in dem äußeren Ringraum 29a, erhalten die Elektroden 50 und 53 Strom durch eine Wechselstromquelle. Dagegen werden die Elektroden 52 und 53 durch eine geregelte Gleichstromquelle während des Elektrolysevorgangs gespeist. Die Einrichtung des Systems" wird erleichtert durch das Vorhandensein der miteinander fluchtenden öffnungen 3^ und 37a in der zylindrischen Zwischenwandung 27 und der Kappe 35* um den Druck innerhalb des Reaktionsgefäßes Io vor dem Ingangsetzen der Vorrichtung dem Druck After describing a preferred embodiment • example of the improved system for determining the biochemical oxygen demand. by electrolysis is it can be seen that the operation of the system is made more precise through the use of a regulated and very accurate DC power supply that is only effective between the two electrolysis electrodes 52 and 53 is when the level of the electrolyte is below a predetermined level, thereby reducing a Pressure inside the reaction vessel containing the sample is displayed. The output current of the Regulated power supply is insensitive to changes or fluctuations in the supply network and in the electrolyte composition. In addition, one of the electrodes causing the electrolysis is used, namely the electrode 53, as a common system and is used in connection with the sensing electrode 50 to to determine the level of the electrolyte inside the cell. When the level of the electrolyte is at least as high as it corresponds to a predetermined height (this depends on the end of the electrode 50 ab) in the outer annulus 29a, the electrodes 50 and 53 receive current from an alternating current source. Against it the electrodes 52 and 53 are fed by a regulated direct current source during the electrolysis process. The setup of the "system" is facilitated by the presence of the openings which are aligned with one another 3 ^ and 37a in the cylindrical partition 27 and the cap 35 * to reduce the pressure inside the reaction vessel Io before the device is started up

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der Atmosphäre anzupassen. Es sei darauf hingewiesen, daß der kreisförmige Plansch 38 der Kappe 35* der im wesentlichen den gleichen Durchmesser aufweist wie die Außenwandung 26 der elektrolytisehen Zelle 11 und hiervon um einen kleinen Abstand in der Größenordnung von 2-3 mm entfernt angeordnet ist, die Verdampfung der Elektrolytlösung 33 sehr stark beschränkt, während er gleichzeitig das Entweichen des an der Elektrode ^ entstehenden Wasserstoffgases gestattet. Außerdem wird der Zugang zu dem Innenraum der Zelle 11 zum Zwecke der Reinigung und Wartung dadurch sehr erleichtert, daß die Elektroden an der Kappe 35 befestigt sind.to adapt to the atmosphere. It should be noted that the circular patch 38 of the cap 35 * which has essentially the same diameter as the outer wall 26 of the electrolytic cell 11 and is arranged therefrom by a small distance of the order of 2-3 mm, the evaporation of the electrolyte solution 33 very strongly limited while simultaneously allowing the escape of the resulting at the electrode ^ hydrogen gas. In addition, access to the interior of the cell 11 for cleaning and maintenance purposes is greatly facilitated by the fact that the electrodes are attached to the cap 35.

Patentansprüche; - 18 - Claims ; - 18 -

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Claims (2)

22H963 Αϊ 22H963 Αϊ PatentansprücheClaims l.j Vorrichtung zur Bestimmung des biochemischen Sauerstoffbedarfs von verunreinigtem Wasser, g e k e η η ζ e i c h η et durch ein Reaktionsgefäß (Io),, das eine Probe (15) enthält und mit einem Hals (14) sowie mit einem Luftraum (16) oberhalb der Probe "(15) neben dem. Hals (14) versehen ist, eine Zelle (H)/ die in dem Hals (14) aufgenommen ist und eine Äußenwandung (26), eine Zwischenwandung (27) und ein zentrales Rohr (28) zur Bildung eines ersten und eines zweiten Raumes ' (29a, 29b) zwischen der Außenwandung (26) und der Zwischenwandung (27) sowie dem Rohr (28) zur Aufnahme eines Elektrolyten (33) aufweist, wobei die Zwischenwandung (27) eine öffnung (Jl) unterhalb des Spiegels des Elektrolyten (33) für eine Verbindung des ersten und des zweiten Raumes (29a) bzw. (29b) miteinander aufweist, eine Fühlelektrode (5o), die den Elektrolyten (33) in dem ersten Raum (29a) normalerweise berührt, positive und negative Elektroden (52, 53) in dem ersten und zweiten Raum (29a bzw. 29b), eingetaucht in den Elektrolyten (35)» eine Gleichstromquelle (61) zur Erregung der positiven und der negativen Elektrode (52 bzw. 53) in Abhängigkeit von der Unterbrechung des Kontaktes des Elektrolyten (33) mit der Fühlelektrode (5ο)Λ eine Kappe (35)* die auf der Zwischenwandung (27) aufgenommen ist und mit dieser zusammenwirkt, um eine Kammer (47) oberhalb des Elektrolyten (33) in dem zweiten Raum (29b) zu bilden, wobei die Kammer (47) mit dem Luftraum (16) in dem Reaktionsgefäß (Io) über, das Rohr (28) in Verbindung steht, die Anordnunglj device for determining the biochemical oxygen demand of contaminated water, geke η η ζ eich η et by a reaction vessel (Io) ,, which contains a sample (15) and with a neck (14) and an air space (16) above the sample "(15) next to the neck (14), a cell (H) / which is received in the neck (14) and an outer wall (26), an intermediate wall (27) and a central tube (28) to form a first and a second space (29a, 29b) between the outer wall (26) and the partition (27) and the tube (28) for receiving an electrolyte (33), the partition (27) having an opening (Jl) has below the level of the electrolyte (33) for a connection of the first and the second space (29a) or (29b) with one another, a sensing electrode (5o) which normally touches the electrolyte (33) in the first space (29a), positive and negative electrodes (52, 53) in the first and second spaces (29a and 29b, respectively), immersed in the electrolyte (35) » a direct current source (61) for exciting the positive and negative electrodes (52 or 53) depending on the interruption of the contact of the electrolyte (33) with the sensing electrode (5ο) Λ a cap (35) * which is received on the partition (27) and cooperates with this to form a chamber (47) above the electrolyte (33) in the second space (29b), the chamber (47) with the air space (16) in the reaction vessel (Io), the tube (28) is in communication, the arrangement - 19 309840/0660 - 19 309840/0660 einer zweiten öffnung(32O in der Zwischenwandung (27) oberhalb des Spiegels des Elektrolyten (33) und die Anordnung einer dritten Öffnung (37a) in der Kappe (35) für eine wahlweise fluchtende Lage mit der genannten zweiten Öffnung (32O der Zwischenwandung (2j), wobei, wenn die genannte zweite öffnung (32O der Zwischenwandung (27) und die genannte Öffnung (37a) der Kappe (35) miteinander fluchten, der Luftraum (Ib) des Reaktionsgefäßes (Io) mit der Atmosphäre in Verbindung steht, um den darin enthaltenen Druck demjenigen der Atmosphäre anzugleichen.a second opening (3 2 O in the partition (27) above the level of the electrolyte (33) and the arrangement of a third opening (37a) in the cap (35) for an optionally aligned position with said second opening (3 2 O the partition (2j) , when the said second opening (3 2 O of the partition (27) and the said opening (37a) of the cap (35) are aligned with each other, the air space (Ib) of the reaction vessel (Io) with the atmosphere communicates in order to equalize the pressure contained therein with that of the atmosphere. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromquelle einen Gleichrichter (61) aufweist, der elektrische Energie von einer Wechselstromquelle aufnimmt und eine Gleichstromspannung erzeugt, sowie eine Trennvorrichtung, die die Ausgangsspannung des genannten Gleichrichters (61) zur Erzeu-r gung einer konstanten Gleichstromspannung unabhängig von Schwankungen in der genannten Wechselstromquelle aufnimmt, und einen Regelkreis (64) zur Erzeugung eines konstanten Stroms in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung der genannten Trennvorrichtung, wobei ein Betriebsstundenzähler (86), der eingeschaltet ist, wenn die genannte Spannung angelegt ist, den Betrag des biochemischen Sauerstoffbedarfs der Probe angibt.2. Device according to claim 1, characterized in that that the direct current source has a rectifier (61), the electrical energy from a AC power source receives and generates a DC voltage, as well as a separator, which the output voltage of said rectifier (61) for generating a constant direct current voltage independently of Absorbs fluctuations in the named alternating current source, and a control circuit (64) for generating a constant current as a function of the output voltage of said disconnecting device, wherein an operating hours counter (86) which is switched on when said Voltage is applied, the amount of biochemical oxygen demand of the sample. - 2o -- 2o - 3098 k0/06603098 k 0/0660 Leerse iteBlank
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