DE2218227C2

DE2218227C2 - Sonde zur Messung der Sauerstoffkonzentration von Fluiden

Info

Publication number: DE2218227C2
Application number: DE2218227A
Authority: DE
Inventors: Kenneth Alan Elsternwick Victoria Johnston; Robert Kenneth Heidelberg Victoria Stringer
Original assignee: Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization CSIRO
Current assignee: Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization CSIRO
Priority date: 1971-04-14
Filing date: 1972-04-14
Publication date: 1983-05-05
Also published as: GB1347937A; US4046661A; CA952983A; BE782180A; DE2218227A1; JPS5517340B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Sonde zur Messung der Sauerstoffkonzentration von Fluiden, bestehend aus einem Pellet aus einem Festelektrolyten am Ende eines in Tragrohres oder nahe desselben, das mittels eines durch Schmelzversc weißung an der Grenzfläche zwischen Pellet und Tragrohr gebildeten -utektischen Gemisches in das Tragrohr eingedichtet ist und einer im Tragrohr angeordneten, die Pellet-Innenfl^he berührende Elektrode.

Meßvorrichtungen in Form von Sonden, bei denen ein Stopfen eines Festelektrolyten am Ende eines Tragrohres und nahe demselben gehaltert ist, sind bekannt. Eine Messung der durch den Festelektrolyten erzeugten EMK gibt eine Anzeige der Sauerstoffkonzentration des Fluids an, wenn die Außenseite mit dem zu untersuchenden Fluid und die andere Seite mit eir..2m System in Kontakt steht, in dem das Sauerstoffpotential konstant gehalten wird. Wenn beispielsweise das Material des Festelektrolyten in seiner Außenfläche eine Kupferschmelze berührt und mit seiner anderen Fläche mit einer mit bekannten Sauerstoffdruck arbeitenden Bezugselektrode (z. B. ein Nickel/Nickeloxid-Gemisch oder ein sauerstoffhaltiges Gasgemisch) in Berührung steht und mit einem Stromabnehmer verbunden ist, während ein anderer Stromabnehmer in die Kupferschmelze eingetaucht ist, läßt sich aus der Spannung zwischen den beiden Stromabnehmern der Sauerstoffdruck anhand der folgenden Formel ermitteln:

_ ₌ _RT_ pO₂ (Metallschmelze)
nF ' pO₂ (Bezugswert)

60

In dieser Formel bedeuten;

H die Gaskonstante,

T die absolute Temperatur,

η die Zahl der je Sauerstoffmolekül übertragenen

Elektronen, entsprechend 4,
.'■' die Faraday-Konstante und
ρ den Sauerstoffpartialdruck.

Die Sauerstoffkonzentration läßt sich über das bekannte Verhältnis zwischen Sauerstoffdruck und Sauerstoffkonzentration für die betreffende Metallschmelze ermitteln. Die erwähnte Spannung wird mit Hilfe eines elektrischen Gerätes, z. B. eines Voltmeters, gemessen, dessen Impedanz gegenüber derjenigen der Meßzelle ausreichend hoch ist

Beispiele für die erwähnten Sonden sind in den US-PS 34 68 780, 36 16 407 und 36 19 381 sowie in der GB-PS 12 54 060 beschrieben. Ferner wird eine Sonde von J. K. Pargeter in Journal of Metals, Oktober 1968, S. 27, beschrieben. Derartige Sonden werden auch beschrieben in R. G. H. Record »Instrument Practice«, März 1970, S. 161. Sonden, die nach dem gleichen Prinzip arbeiten, sind in den US-PS 35 78 578 und 36 30 874, in der australischen Patentanmeldung Nr. 1 12 26/70 sowie in der umfangreichen Literatur beschrieben, auf die in der US-PS 36 19 381 einleitend eingegangen wird. Danach sind die meisten dieser Sonden nicht zur Verwendung bei Stahlschmelzen brauchbar, weil sie entweder dem Hitzeschock beim Eintauchen in die Schmelze nicht zu widerstehen vermögen oder weil die Abdichtung zwischen dem Elektrolyten und dem Rohr mangelhaft ist, so daß geschmolzenes Metal! in das Rohr eindringt. Nach den Angaben der US-PS 36 19 381 wird zur Überwindung dieser Schwierigkeiten ein kleines Pellet aus einem Festelektrolyten in ein Quarzrohr eingesintert. Diese Lösung stellt bei geschmolzenem Kupfer nicht voll zufrieden. So zeigt sich eine ausgedehnte Rißbildung sogar vor der Benutzung der Sonde, weil be^:rn Abkühlen nach der Fertigung der Sonde die Unterschiede in den Wärmeausdehnungskoeffizienten von Quarz und Festelektrolyt (Zirkonoxid) so groß sind, daß sich im Festelektrolyten und im Rohr Spannungen bilden, die zur Rißbildung führen. Es ist anzunehmen, daß sich die Sonde zur Verwendung bei den Temperaturen von Stahlschmelzen (1600 bis 1650⁰C) eignen, weil sich einerseits der Stopfen aus dem Festelektrolyten ausdehnt ur.d die Risse schließen, andererseits Quarz bei diesen Ttrrperaturen plastisch ist und der von der umgebenden Metallschmelze auf die eingetauchte Sonde ausgeübte Druck effektiv eine Druckdichtung um das Pellet aus dem Festelektrolyten, z. B. Zirkonoxid, schafft. Das ist ersichtlich bei niedrigen Temperaturen, wie ein Kupferschmelzen, nicht der Fall. Dort bleibt der Quarz starr, was ein Eindringen von geschmolzenem Kupfer und/oder Gas längs der Grenzfläche zwischen Zirkonoxid und Quarz zuläßt. Pargeter hat ebenfalls die Unbrauchbarkeit einer solchpn Sonde bei Temperaturen unterhalb derjenigen von Stahlschmelzen erkannt und berichtet (vgl. a. a. O): »Da sich Quarz und Zirkonoxid nicht »benetzen«, wird eher eine mechanische als eine echte Schmelz-Verbindung erreicht. Beim Eintauchen in geschmolzenen Stahl jedoch schafft die Erweichung des Quarzes sowie die Ausdehnung des Zirkonoxids eine Verbindung, welche den Stahl zurückhält.«

Versuche zur Lösung der aufgezeigten Probleme werden in der australischen Patentanmeldung Nr. 49 038/69 beschrieben. Danach wird das herkömmliche Schmelzquarzrohr durch ein Rohr aus einem Metall, einer feuerfesten Legierung oder einem Keramik-Metall-Material ersetzt, in dessen Ende ein Zirkonoxid-Napf eingeklebt ist. Beispiele geeigneter Rohrmaterialien sollen ferritischer Stahl, Eisen, eine handelsübliche Cr-Al —Co-Eisen-Legierung (vgl. Römpps Chemie-Lexikon, 7. Auflage, 1973, S. 1718, ISp.) und das Keramik-Metall-Material Chrom/Tonerde sein. Bei

dieser Anordnung >"ird jedoch das Tragrohr als Kontaktelektrode mit der Metallschmelze verwendet, so daß aus diesem Grunde aus konstruktiven Gründen der Zirkonoxid-Napf mit Hilfe eines nicht-leitfähigen Bindemittels in das Rohr eingeklebt sein muß. Dieses Bindemittel muß darüber hinaus gegen die Einwirkungen der Ausdehnungsunterschiede in ziemlich dicker Schicht verwendet werden. Deswegen wird auch die Verwendung eines Rings aus feuerfestem Material vorgeschlagen, der in der Bindemittelschicht zwischen dem Meßelement und dem leitenden Tragrohr eingefügt ist Eine derartige Sonde ist daher kompliziert und teuer.

Die oben aufgezeigten Probleme werden auch nicht durch die Sonde gelöst, die in der AT-PS 2 64171 beschrieben wird. Sie entspricht der eingangs beschriebenen Art, bei der der Festelektrolyt aus einem Schutzrohr bzw. Tragrohr unter Abdichtung desselben nach außen begrenzt herausragt Es wird dabei bevorzugt, daß der Festelektrolyt in das Tragrohr eingeschmolzen ist Als einziges Material, das für dieses Tragrohr vorgesehen ist, wird Quarz angegeben. Auf die Schwierigkeiten, die mit einem derartigen Material des Tragrohres verbunden sind, wurde vorstehend bereits eingegangen. Die aufgezeigten Probleme wereTon auch nicht durch die Sonde behoben, die in der DE-OS 19 53 580 beschrieben wird, da auch diese einen Festelektrolyten am Ende eines Quarzrohres vorsieht

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs beschriebene Sonde so weiterzubilden, daß eine befriedigende Abdichtung zwischen dem Festelektrolyten und dem Tragrohr bei der bestimmungsgemäßen Verwendung gegeben ist, insbesondere wenn die Sonde in geschmolzene Metalle beliebiger Temperaturen eingeführt wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Tragrohr aus einer Keramik besteht, die mindestens 56 Gew.-% Tonerde und nicht mehr als 40 Gew.-% Kieselsäure enthält, und mindestens 7% des Tonerdegehaltes als freie Tonerde vorliegt.

Die erfindungsgemäße Sonde eignet sich insbesondere zur Messung des Sauerstoffgehaltes von Metallschmelzen. Sie eignet sich jedoch auch für die Sauerstoffbestimmung in Flüssigkeiten und Gasen aller Art, beispielsweise in chemischen Flüssigkeiten, wie sie in der Papierindustrie und in der Extraktionsmetallurgie vorkommen, sowie in Ofenatmosphären. Sie ist speziell auch bei Metallerzeugungsverfahren heranzuziehen, bei denen der Prozentsatz des im Metall enthaltenen Sauerstoffs kritisch ist. Sie eignet sich somit besonders für die Sauerstoffmessung in Kupfer und seinen Legierungen.

Das Tragrohr der erfindungsgemäßen Sonde stellt ein Keramikrohr aus Tonerde oder einem tonerdehaltigen Porzellan dar, das bezüglich seines Tonerde- und Kieselsäuregehaltes die vorstehenden Forderungen erfüllen muß. In dieses Tragrohr ist das Pellet aus dem Festelektrolyten durch Schmelzverschweißung eingedichtet. Die eigentliche Schweißstelle, an der die eutektische Flüssigkeit an der Grenzfläche zwischen dem Festelektrolyten und dem Tragrohr gebildet wird, ist eine gute Dichtung mit beträchtlicher Festigkeit, wobei die thermischen Ausdehnungskoeffizienten der üblichen Festelektrolyten aus Zirkonoxid sowie aus anderen verwandten Werkstoffen denen der Rohmaterialien ausreichend gleich sind, so daß beim Abkühlen nach der Fertigung wesentlich geringere Spannungen in der Sonde auftre!".i und diese somit lange genug gegenüber dem zu untersuchenden Fluid undurchlässig bleibt, und daher kann die Sauerstoffkonzentration kontinuierlich über einen Zeitraum von mehreren Tagen hinweg gemessen werden.
Die erfindungsgemäße Sonde läßt sich dadurch herstellen, daß das Pellet aus dem Festelektrolyten in das Ende des Tragrohres eingesetzt und zwischen ihm und dem Tragrohr eine Schmelzverschweißung durchgeführt wird, indem zunächst das Rohrende im Innenraum eines feuerfesten Tunnels auf etwa 1650⁰C

ίο erwärmt wird, sodann die Temperatur des Tragrohrmaterials mittels einer auf das Rohrende gerichteten Sauerstoff-Acetylen-Flamme so weit erhöht wird, daß eine Schmelzreaktion zwischen dem Rohr und dem Festelektrolyten stattfindet Schließlich wird das Rohr zum Abkühlen im feuerfesten Tunnel belassen.

Die bevorzugten Festelektrolyten sind mit Yttriumoxid dotierte Thorerde und voll oder teilweise stabilisierte Zirkonerde und Hafniumerde.
Um eine einwandfreie Schmelzveru:hweißung zwisehen dem tonerdehaltigen Trägerrohr und einem Festelektrolyten aus Zirkonerde zu erzielen, ist eine Temperatur von mehr als 1720° C erfo···· jrlich. Vorzugsweise wird die Schrnelzverschweißung di'rch direkten Kontakt und Wechselwirkung zwischen den jeweiligen

,j, Materialien bewirkt Es liegt jedoch innerhalb des Rahmens der Erfindung, die Bildung der Schweiüang durch Auftrag einer Paste aus den im richtigen Mengenverhältnis gemischten Hauptbestandteilen der eutektischen Verbindung auf die zu verschweißenden

.in Flächen zu unterstützen.

Wenn das Trägerrohr der Sonde aus tcnerdehaltigem Porzellan besteht, muß dieses Material mindestens 56 Gew.-% Tonerde enthalten. Mindestens 7% des Tonerdegehaltes müssen als freie Tonerde vorliegen.

j-, Bei einem darunterliegenden Gehalt an freier Tonerde werden durch Schmelzverschweißung keine guten Abdichtungen erzielt. Es ist auch wesentlich, daß das tonerdehaltige Porzellan nicht mehr als 40 Gew.-% Siliciumdioxid enthält, da sonst verläßliche Abdichtungen nicht hergestellt werden können.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläu art. Es zeigt

F i g. 1 einen Teilschnitt durch eine erfindungsgemäße

i) Sonde und

F i g. 2 eine Darstellung des bei der Ausbildung der Schmelzverschweißung angewandten Verfahrens.

Gemäß F i g. 1 ist ein Pellet 2 aus einem Festelektrolyten mittels einer Schmelzverschweißung 3 in das Ende eines Tragrohres 4 eingedichtet, das aus tonerdehaltigem Porzellan mit freier Tonerde oder aus Tonerde besteht. Das Tragrohr 4 ist etwa 50 cm lang und an seinem anderen Ende in einem Rohr 5 aus rostfreiem Stahl gehalten, wobei eine Asbestfaser-Dichtung 6 vorgesehen ist, die durch eine in das gewindetragende Ende des Stahlrohrs 5 eingeschraubte, mit Außengewinde versehene Mutte." 7 mit einer sich verengenden Bohrung verdichtet ist. Die innere Elektrode der Sonde besteht aus einem Platin-Draht 8, der ein mit enger

bo Bohrung versehenes Tonerde-Rohr 9 mittig durchsetzt, das typischerweise ι Inen Außendurchmesser von 3 mm und einen Bohrungsdurchmesser von 1 mm besitzt. Der Platin-Draht 8 wird durch den über eine nicht dargestellte Feder im rostfreien Stahlrohr 5 auf das

hj Tonerde-Rohr 9 ausgeübten Druck mit der Innenfläche des Elektrolyten 2 in Berührung gehalten. Der Draht 8 weist eine endseitige Verdickung BA auf, die das RoI r 9 auf Abstand vom Pellet 2 hält, so daß ein Bezugsgas,

üblicherweise Luft, durch das Rohr 9 hindurch in das Sondeninnere zur Innenfläche des Pellets hin gepumpt werden kann. Im Betrieb wird das Rohr 4 bis zu einer Tiefe von 8 bis 10 cm in ein iluidum eingetaucht.

Bei der Herstellung der Sonde wird die Abdichtung > /wischen dem Pellet und dem Tragrohr dadurch gebildet, daß das Tragrohr 4 mit waagerecht liegender Achse in einem feuerfesten Tunnel gedreht wird, der durch Erdgas-Sauerstoff-Flammen 20 beheizt wird. Das Pellet 2 wird üblicherweise so in das Ende des Tragrohrs ι < > 4 eingesetzt, daß es zum Teil aus dem Tragrohr 4 herausragt. Nach dem Vorwärmen auf 1600 bis 165O⁰C bildet eine, üblicherweise von einem in der Hand gehaltenen Brenner gelieferte, Sauerstoff-Acetylen-Flamme 21 eine kleine Lache flüssigen Materials 23. r> Diese Lache läßt man so lange um das Pellet 2 fließen, bis es am Ende des Tragrohrs 4 mit flüssigem Material umgeben ist. An diesem Punkt wird es durch Kräfte in das Tragrohr 4 eingesaugt, die wahrscheinlich von der Oberflächenspannung und der Kapillarbewegung der :n eutektischen Flüssigkeit an der Grenzfläche zwischen Pellet und Tragrohr herrühren. (Wird die Anordnung zu stark erwärmt, so kann das Pellet in das Innere des Tragrohrs 4 eingesaugt werden, was vermieden werden sollte.) Das Rohrende und das Pellet werden normaler- :ί weise abgeschliffen, um eine glatte Außenfläche der Sonde zu gewährleisten.

Wenn das Tragrohr aus Tonerde besteht, dann ist die Flüssigkeitslache schwer festzustellen; in diesem Fall zeigt aber die Hineinbewegung des Pellets in das so Tragrohr an, daß sich die eutektische Flüssigkeit gebildet hat und eine zufriedenstellende Abdichtung gebildet wird. Bei praktischen Versuchen wurde ein Tragrohr 4 mit einem kleineren Innendurchmesser als dem Außendurchmesser des Pellets 2 verwendet, wobei i=, die Teile so geschliffen waren, daß das Pellet 2 nur zur Hälfte in das Tragrohr eingeführt werden konnte. Ein volles Einsetzen des Pellets kann nur erreicht werden, wenn sich die eutektische Flüssigkeit bildet. Nach diesem Verfahren kann ohne weiteres eine gute *o Abdichtung hervorgebracht werden, vorausgesetzt, daß keine Überhitzung auftritt, bei welcher das Pellet in das Rohrinnere hineinwandern würde.

Eine getrennte, ebenfalls aus Platin oder einem anderen geeigneten Metall oder einer Legierung, wie Chrom-Tonerde-Keramikmetall, bestehende Kontaktelektrode dient zur Herstellung der elektrischen Verbindung mit dem zu untersuchenden Medium. Falls die Sonde bei Gasen oder elektrisch isolierenden Flüssigkeiten angewandt werden soll, muß die zweite Elektrode die Außenfläche des Pellets berühren. In anderen Fällen kann die zweite Elektrode von der Sonde getrennt sein, obgleich sie sich vorzugsweise nahe an ihr befindet

Die Pelletmaterialien sind wegen ihrer niedrigen Wärmeleitfähigkeit und ihrer mäßig hohen Ausdehnungskoeffizienten empfindlich gegen Wärmeschocks, was jedoch mit Verkleinerung der Körperabmessungen abnimmt Bei der Erfindung ermöglicht die angewandte Bauart bei der ein kleines Pellet in das Ende eines t>o feuerfesten Rohrs kleinen Durchmessers eingedichtet ist die Herstellung einer Vorrichtung mit minimalem Volumen des wärmeschockempfindlichen Werkstoffs. Die erfindungsgemäße Sonde besitzt zudem noch folgende, zusätzliche Vorteile: "

1. Einfachheit und schnelle Hersteiifaarkeit

2. Möglichkeit einer Wiederverwendung des vergleichsweise teueren feuerfesten Rohrbauteils bei Ausfall des Festelektrolyten.

3. Freisein der Dichtung von Porosität bei Temperaturen unterhalb 1450⁰C, beispielsweise in Kupferschmelze, so daß genaue Meßanzeigen erhalten werden können.

4. Verwendung einer feuerfesten Dichtung, speziell der zwischen der Tonerde und der Zirkonerde gebildeten, welche die Anwendung der Vorrichtung in Metallschmelzen höheren Schmelzpunkts, wie Eisen, Stahl und Nickel ermöglicht.

Konstruktion. Anwendung und Vorteile der vorstehend beschriebenen Sonde sind im folgenden anhand von Beispielen näher erläutert.

Beispiel 1

Ein zylindrisches Pellet aus mit Yttererde stabilisierter Zirkonerde mit einem Durchmesser von 5,1 bis 5,2 mm und einer Länge von 3 bis 5 mm wurde in das Ende eines Tonerde-Tragrohrs eingesetzt, das einen Nenn-Außendurchmesser von 8 mm und einen Bohrungsdurchmesser von 5,0 mm besaß und dessen Ende durch maschinelle Bearbeitung dem Pelletdurchmesser bis auf ein Übermaß von 0,03 bis 0,05 mm angepaßt worden war.

Das Rohrende wurde im Innenraum eines feuerfesten Tunnels durch eine Erdgas-Sauerstoff-Flamme langsam auf etwa 1650 bis 1700⁰C erwärmt. Gleichzeitig wurde das kohr mit einer Drehzahl von etwa 40 U/min gedreht, um eine gleichmäßige Erwärmung zu gewährleisten. Sodann wurde eine Sauerstoff-Acetylen-Flamme auf das noch im Tunnelraum befindliche Rohrende gerichtet und dadurch die Temperatur erhöht, bis die oben beschriebene Schmelzreaktion zu beobachten war. Hierauf wurde die Sauerstoff-Acetylen-Flamme entfernt und die Erdgas-Sauerstoff-Flamme langsam verkleinert und dann abgestellt. Anschließend wurde die Sonde im feuerfesten Tunnel zur Abkühlung belassen. Nach dem Abkühlen wurde das Ende der Sonde geschliffen, bis die Pellet-Oberfläche mit dem Rohrende bündig abschloß.

Beispiel 2

Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde unter Verwendung eines Pellets aus mit Magnesia stabilisierter Zirkonerde wiederholt

Beispiel 3

Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde erneut mit dem Unterschied wiederholt, daß vorher zwischen Pellet und Rohr eine sich verjüngende Verbindung he-gestellt wurde. Das Pellet wurde in Kegelstumpfform mit einem Spitzenwinkel von 2 bis 4° geschliffen, während in das Ende des Tonerde-Tragiohrs ein entsprechender Aufnahmekonus eingeschliffen wurde. Scheibe und Rohr wurden mittels Borkarbid-Grußes zusammengeläppt Die Schmelzverschweißung erfolgte auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise.

Beispiel 4

Ein zylindrisches Pellet aus mit CaO stabilisierter Zirkonerde von 5,1 bis 5,2 mm Durchmesser und 3 bis 5 mm Länge wurde in das Ende eines tonerdehaltigen Porzellantragrohrs mit einem Nenn-Außendurchmesser von 8 mm und einem Bohrungsdurchmesser von 5 mm eingesetzt dessen Bohrung erforderl^heniaiis zwecks Schaffung eines zweckmäßigen Übermaßes zwischen

Tragrohr und Pellet maschinell bearbeitet worden war. (Da ein beträchtlicher Fluß des flüssigen Rohrmaterials auftrat, erwies sich das Übermaß als nicht kritisch.)

Das Rohrende wurde im Innenraum eines feuerfesten Tunnels mittels e^:ner Erdgas-Sauerstoff-Flamme langsam auf eine Temperatur von etwa 165O⁰C erwärmt. Gleichzeitig wurde das Rohr zwecks Gewährleistung gleichmäßiger Erwärmung mit etwa 40 U/min gedreht. Sodanr wurde auf das noch im Tunnelraum befindliche Rohrende eine Sauerstoff-Acetyien-Flamme gerichtet und die Temperatur so lange erhöht, bis das Rohrmaterial schmolz und auf die Pellet-Oberfläche auffloß. Danach wurden beide Flammen entlernt und die Sonde zur Abkühlung im Tunnel belassen.

An der Stelle, an der das Rohrmaterial auf die Pellet-Außenfläche aufgeflossen war, wurde die Vorrichtung zur Freilegung der Pellets zurückgeschliffen.

Beispiel 5

Das Verfahren gemäß Beispiel 4 wurde mit einem folgenden Material wiederholt:

Zirkonerde, ganz oder teilweise mit a) Magnesia (MgO), b) Yttererde (Y2O3) oder c) Scandiumoxid (Sc₂O₃) stabilisiert, anstelle des mit Kalk (CaO) stabilisierten Zirkonoxids.

Bei allen beschriebenen Beispielen wurden flüssigkeitsdichte, mechanisch solide Dichtungen erzielt, bei denen deutliche Anzeichen für eine »Benetzung« zwischen dem Pellet aus dem Festelektrolyten und dem es umschließenden Rohr vorhanden waren.

Die nach den obigen Beispielen hergestellten Sonden wurden unter normalen Betriebsbedingungen für die Bestimmung des Sauerstoffgehaltes von Kupferschmelzen sowohl beim Anoden- als auch beim Drahtbarrengießverfahren benutzt. Elektrische Leistung, Zuverlässigkeit und Genauigkeit der erfindungsgemäßen Sonden waren mindestens so gut wie die entsprechenden Eigenschaften einer herkömmlichen Sonde, während die Betriebsdauer der erfindungsgemäßen Sonden ebenfalls mindestens derjenigen herkömmlicher Sonden entsprach. Die kostensparende und einfache Herstellung der erfindungsgemäßen Sonden in Verbindung mit ihrer wahrscheinlich längeren Betriebslebensdauer bietet deutliche Vorteile gegenüber bekannten Vorrichtungen dieser Art.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Sonde zur Messung der Sauerstoffkonzentration von Fluiden, bestehend aus einem Pellet aus einem Festelektrolyten am Ende eines Tragrohres ί oder nahe desselben, das mittels eines durch Schmelzverschweißung an der Grenzfläche zwischen Pellet und Tragrohr gebildeten eutektischen Gemisches in das Tragrohr eingedichtet ist und einer im Tragrohr angeordneten, die Pellet-Innenfläche berührende Elektrode, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragrohr aus einer Keramik besteht, die mindestens 56 Gew.-% Tonerde und nicht mehr als 40 Gew.-% Kieselsäure enthält, und mindestens 7% des Tonerdegehaltes als freie Tonerde vorliegt.

Z Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Festelektrolyt aus dotierter Thorerde oder aus ganz oder teilweise stabilisierter Zirkon- oder Hafniumerde besteht.

3. Sande nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Fronteiektrode aufweist, die die Außenfläche des Elektrolyt-Pellets berührt.