DE2514997C3 - Elektrochemisches Meßgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrochemisches Meßgerät für die kontinuierliche Bestimmung der Konzentration von reduzierenden oder oxydierenden ' · Stoffen, bestehend aus einer Elektrodenanordnung mit Diaphragma und einem Potentiostaten zur Vorgabe einer konstanten Potcntialdiffercnz zwischen Meß- und Vergleichselcktrode.

Für die elektrochemische Messung oxydierender und " reduzierender Stoffe hat die Einführung potcntiostatischer Meßunordnungen entscheidende Fortschritte gebracht. Hierbei nützt man den elektrochemischen Umsatz dieser Stoffe an der Kathode oder der Anode einer mit der zu untersuchenden Lösung als Elektroly- · < ten beschickten galvanischen Zellen aus, wobei der durch die Zelle fließende Strom als Maß für die Konzentration des zu bestimmenden, eventuell nur in geringen Spuren vorliegenden Stoffes dient. Die Potentialdifferenz zwischen der mit dem oder den zu ^Wl bestimmenden Stoffen reagierenden Meßelektrode und einer unveränderlichen Vcrgleichseleklrode wird auf einem konstanten Sollwert gehalten, indem bei Kon/entrationsänderungen der Meßkomponente auftretende Abweichungen von dieser Soll-Potentialdifferenz, einen ■> · Verstärker, der den durch die Zelle fließenden Strom vorgibt, so steuern, daß ein Rückkoppelungskrcis entsteht, der dafür sorgt, daß die Potentialdifferenz infolge eines der geänderten Konzentration angepaßten Zellenstromes sich rasch wieder auf den vorgegebenen Sollwert einstellt. Der elektronische Aufwand und der Platzbedarf für eine derartige Meßvorrichtung ist gering und eine absolut gesicherte Poientialkonstanz für die Meßelektrode ist sichergestellt. Unerwünschte Passivierung-Erscheinungen an der jeweiligen Gegenelektrode der Elektrodenanordnung, wie sir ohne Verwendung von Potentiostaten nicht zu verhindern sind, werden wirkungsvoll ausgeschaltet (DE-PS 10 02 144).

Die genannte Meßanordnung bedient sich eines Diaphragmas, wie es in Zusammenhang mit einem Verfahren zum fortlaufenden Messen und Anzeigen von in strömendem Wasser gelöstem Sauerstoff unter Verwendung des zwischen zwei verschiedenen Metallelektroden fließenden galvanischen Stromes bekanntgeworden ist, bei dem die unedlere Elektrode in eine zweckmäßig gesättigte Salzlösung eingebettet ist, deren Kation mit dem Elektrodenmetall gegebenenfalls indemisch ist und die von dem zu prüfenden Wasser durch das Diaphragma getrennt ist, welches zwar den Strom leitet, den Durchtritt der Salzlösung jedoch verhindert (DE-PS 6 63 080).

Meßgeräte der eingangs genannten Art sind bisher in verschiedenen Ausführungsformen vorteilhaft einsetzbar, so insbesondere bei der Kesselspeisewasserüberwachung /ur Kontrolle der Restsauerstoffkonzentration und der Hydrazinkonzcntration, für die Sauerstoffbestimmung im Bier, die Sauerstoffmessung im Trink- und Brauchwasser, wie auch die Messung des freien Sauerstoffes im Abwasser von Kläranlagen. Weitere Anwendungsgebiete finden sich im Gärungsgewerbe, Keltereien, Saftercien, bei der Mineralwasscrhcrstcllung. der Essigproduktion und dergleichen mehr.

Ein bekannter elektrochemischer Sauerstoffanalysator zur Kcssclspeisewasserüberwachung ist so aufgebaut, daß auf einer Montageplatte in übersichtlicher Weise das Schalt- und Meßweruiizeigegerät. ein Besalzungsgcfäß, die Bezugs- bzw. Vcrgleichselcklrodc. die eigentliche Meßzellc mit der Gegenelektrode und ein Durchflußmesscr angeordnet sind (Prospekt Oxyflux 3 von Hartmann & Braun,CF/G 11-3).

Dieses für die kontinuierliche elektrochemische Sauerstoffanalysc bestimmte Meßgerät besitzt cingangsscilig ein Feinregulierventil, über welches das Meßgut eintritt, und es ist wahlweise möglich, in Durchflußrichtung vor der Vergleichselcktrode eine Eichzelle und/oder einen Durchflußkonstanthalter vorzusehen, der für konstante Druckbedingungen in der Mcß/cllc und insbesondere am Diaphragma zwischen Miß/.ellc und Vergleichsclektrodc Sorge trägt. Bei dem bekannten Meßgerät fließt die auf Spurenkonzentrationen zu untersuchende wäßrige Lösung vom Feinregiiliervcnlil zum Besalzungsgcfäß, in dem ein Feinfilter angeordnet ist, welches gleichzeitig die Kathode der elektronischen Eicheinrichtung darstellt. Die Anode, an der der zur Eichung benötigte Sauerstoff entwickelt wird, ist konzentrisch im Inneren des Filters in Stellung gebracht,

Der Druck des Meßgutes vor dem Filter wird mittels eines Manometers angezeigt. Nach Verlassen des Besalziingsgefäßes gelangt das Meßgiit über eine Rohrleitung zur Meßzellc, in der sich die Gegenelektrode aus Edelstahl und die Mcßclcktrodc aus Feinsilber befinden. Aus der Mcß/cllc .iiislrutcnd, wird das Meßgut bzw. die wäßrige Losung wieder über ein Rohrstück geführt, in dein eine Temperaturüberwachung vorgc-

nommen wird, und von dem aus es in den DurchfluUnies-.ser gelangt, der ausgangsseitig mit einer Abflußleiiung in Verbindung steht. In die als Zellkörper ausgebildete Gegenelektrode ist ein Diaphragma eingesetzt, über welches, zusammen mit einer Elektrolytbrücke die eine mit Kaliumchloridlösung gefüllte Schlauchleitung bildet, die Verbindung zwischen Maßzelle und Vergleichselektrode hergestellt ist, wobei letztere sich in einem gesonderten Geiaß befindet.

Auch ist bereits eine elektrochemische Meßzelle bekannt (US-PS 38 24 168), die so aufgebaut ist, daß ihr innerer Widerstand und derjenige der Anode so gering wie möglich gehalten werden. Diese bekannte Meßzelle ist mit den übrigen Elementen, wie dem Gasprobenbehälter, der Wärmequelle für die Beibehaltung einer konstanten Gasprobentemperatur sowie mit der Umschaltvornchtung durch außerhalb der Elemente geführte Rohrleitungen verbunden. Ihre bereits vorteilhaft kompakte Ausführung für die Ermittlung eines Alkoholgehalts in der Atemluft ist jedoch nur für eine eng begrenzte spezielle Aufgabenstellung ausgeiühri. Das bekannte Meßgerät kann nicht durch den Wechsel gleichförmiger Bausteine für verschiedene Meßaufgaben benutzt werden. Auch besitzt jedes einzelne für die Durchführung der Aufgabe erforderliche Element eine andere Dimensionierung, so daß die Einzelelemente untereinander nicht austauschbar sind. Auch die Einzelteile der Meßzelle treten weder als solche noch als zusammengefaßte Einheit in dem Analysator auf.

Schließlich ist noch eine elektrochemische Meßanordnung in der Form eines getrennten Zweielektrodensystcms bekannt (US-PS 34 28 542), bei der die Meßzelle aus zwei Halbzellen aufgebaut ist, wovon eine als Kathodenkammcr und die andere als Anodenkammer dient. Beide Kammern sind nebencinanderliegend angeordnet und untereinander durch eine Leitung verbunden. Die beiden Halbzcllcp. sind weitgehend identisch ausgeführt, was in der Elektrochemie aus Kostengründen häufig praktiziert wird, wobei jedoch die beiden Halbzellen nur zusammen die Meßzelle selbst bilden. Weitcrc Bausteine für andere mit dieser Meßzelle zu kombinierende Funktionen sind nicht vorgesehen.

Von einem Meßgerät der eingangs genannten Art ausgehend, liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, dieses mit vielseitiger Einsatz- und Kombiiialionsmöglichkeit von einzelnen auf dem Baukastenprinzip beruhenden Teilen zu erstellen, welches sich durch einen kompakten Aufbau bei geringem Gewicht und mechanisch robuster Handlich- ' keit auszeichnen soll.

Die Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst, wobei Schutz nur für die Gesamtheit dieser Merkmale begehrt wird. '■

Weiterbildungen und vortcilhaltc Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unlcransprüche.

Zufolge der vorliegenden Aufgabenlösung ergibt sich ein integriertes stabiles Kompaktgerät der eingangs e genannten Art, mit einer vorteilhaft und übersichtlichen digitalen Meßwertanzeige, wobei die geringen Wegvolumina überraschenderweise zu sehr kurzen Ansprechzeiten der Elektroden führen. Bei der infolge von allgegenwärtiger Luf' mcütcchnisch schwierigen Sepa- ·■ rierung von dadurch bedingten Einflüssen ergeben sich dennoch bei Sauersloffsparenmessungen beispielsweise in Kesselspeisewasser oder Bier für eine angenommene sprunghafte Änderung der Sauerstoffkonzentration im Verhältnis von 100:1, was etwa einer Änderung von I mg/1 auf 10 fig/| Sauerstoff entspräche, ein Zeitbedarf für die Ansprechzeit des Meßwerts von weniger als 20 see. Diese überraschend schnelle Ansprechzeit ermögliche entweder eine Vielzahl von Kontrollen in kürzesten Zeitintervallen oder eine hohe Zahl von Kontrollmöglichkeiten an unterschiedlichsten Stellen bei sehr geringem Zeitbedarf.

Die Gesamtheit der einzelnen Bausteine ist in übersichtlicher Form auf einem Tableau befestigt, welches seinerseits mit einem Gehäuse starr verbunden ist, das den elektrischen, den elektronischen und den Anzeigeteil des Meßgerätes aufnimmt. Dadurch, daß jedes quaderlörmige Bausteinteil für sich gleiche Kantenabmessungen besitzt, wird die Austauschbarkeit einzelner Bausteine weiter erleichtert. Auch ist die an sich bekannte Verwendung von durchsichtigem Material, wie Ple\iglas oder dergleichen, von wesentlichem Vorteil, da sie die ständige Beobachtung der Fließvorgänge innerhalb der einzelnen Bausteine ermöglicht.

Als besonders vorteilhaft ist neben den allgemein kurzen Wegverbindungen hervorzuheben, daß insbesondere die das Diaphragma aufnehmende Verbindung zwischen Meßzclle und Vergleichselektrode durch zwei fluchtend zueinander ausgerichtete seitliche Bohrungen innerhalb der zugehörigen Quaderblöcke mit kürzest möglicher Längendimensionierung gebildet ist.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnungen näher erläutert. Es bedeutet

Fig. 1 einen Querschnitt durch die seitlich fest aneinandergefügten Bausteine einer möglichen Ausführungsform für das elektrochemische Meßgerät,

Fig. 2 einen senkrecht zu F i g. 1 entlang der Linie A-B gelegten Horizonialschnitt in Richtung der in Fig. 1 dargestellten Pfeile gesehen.

Fig. 3 eine vergrößerte Schnittdarstcliung der Eichzellcnach Fig. 1,

Fig. 4 eine vergrößerte Schnitidarstellung des Gef:;3es für die Vergleichselektrode gemäß Fig. I,

Fig. 5 eine entsprechende Schnittdarstellung der Meßzelle von Fig. 1,

Fig.6 eine Vergrößerung der Schnittdarstellung des Durchflußmessers, der in die Anordnung von Kig. 1 integriert ist,

Fig. 7 einen Längsschnitt durch einen in die Anordnung von Fig. I einfügbaren Durchflußkonstanthalter, und

Fig.8 einen Umwegbaustein, der als Mischstrecke gleichfalls in die Anordnung gemäß Fig. I wahlweise einfügbar ist.

Gemnß Ausführungsbeispiel nach Fig. I und 2 besteht das elektrochemische Meßgerät aus vier quaderförmigen Bausteinen mit jeweils gleichen Kantenabmessungen, die auf einem Paneel zu einer kompakten Einheit zusammengefaßt fest mit einer Seitenwandung eines Gehäuses oder Meßschrankes verbunden sind, d'.r die hier nicht interessierenden elektrischen, elektronischen und Meßanzeigeteile des Meßgerätes aufnimmt. Hierzu gehören beispielsweise die Stromversorgung, Spannungsumformer. Glcichrichtereinheiten. der Potentiostat zur Spannungskonstanthaltung zwischen Vergleichselektrode und Meßelektrode mit Vcrstärkcreiiii/cit, eine digitale Anzeige des Meßwertes und Anschlußmöglichkeiten für Registriergeräte und Signaleinrichtungen.

F i g. 1 zeigt im Zusammenhang mit der Horizontal-

Schnittdarstellung entlang der Linie Al) in Fig. 2. daß das einen Meßschrank vorgebende Gehäuse 5 mit einer vorderen Tür 6. die über den Griff 8 /u öffnen ist, entlang der einen .Seilenwandung über Abstandsbolzen 18 und Muttern 16 das Paneel bzw. die Montageplatte 1 hält, auf der der Reihenfolge nach eine l.ieh/cllc 7. ein Gefäß für die Vcrglcichselcktrode II. eine Meßzcllc 9 und die Halterung für den Durehflußmesser 13 als quaderförmigc Bausteine mit jeweils quadratischer Grundfläche angebracht sind, leder der Hausteine 7, II, 9 und Π besteht aus einem Grundbiock aus Plexiglas oder dergleichen durchsichtigem und bohrbarem Material, der nach Art einer Vicrkantsäulc ausgebildet ist. in die je nach Funktion der einzelnen Bausteine unterschiedliche l.angs- und Querbohrungen eingebaut sind. Die einander zugeordneten und in unmittelbarer Funktionsverbindung stehenden Bausteine sind mit ihren t.angsfiächen fest aneinandergefügt, so daß sich die dargestellte stabile Konipakteinheit ergibt, wobei der Zusammenhalt zwischen den einzelnen Bausteinen über rechte und linke Spannblöcke 3, 4 erfolgt, die mittels nicht dargestellter Spannbolzen durch die Bausteine hindurch verbunden und mittels Muttern 31, unter Zwischenschaltung von Unterlegscheiben 34. fest verschraubt sind. Auf Muttern 31 zusätzlich aufgeschraubte Hutmuttern 33 stellen eine weitere Sicherung der Montageeinheit dar. Die Spannbolzen 4. wie auch die Spannbolzen 3 zu jeder Seite der Bausteincinhcit sind mittels Muttern 30 unter Zwischenschaltung von Unterlegscheiben 36 fest auf die Montageplatte I geschraubt, wobei die Spannblöcke 3 auf den .Spannbolzen 4 und der Montageplatte 1 verschiebbar sind, so daß ic nach Anzahl der miteinander zu verbindenden Bausteine unterschiedliche Abstände zwischen den Spannblöcken 3 und den Spannblöcken 4 vorgebbar sind. Fs sind jeweils zwei Spannblöcke 4 und zwei .Spannblöcke 3 in zwei Ebenen verschiedener Höhe auf jeder Seite der Bausteineinheit vorgesehen. Die einzelnen quaderförmigcn Bausteine, wie sie in ihrer Hintereinanderschaltung in Γ i g. 1 und 2 bezeichnet smd. sind in ihrer Ausführunirsform im einzelnen in den vergrößerten Schniltdarstellungen der I i g. 3. 4. 5 und 6 wiedergegeben, auf die nachfolgend Bezug benommen wird.

Γ i g. 3 zeigt die Eichzelle 7. die eingangsseitig über einen Schlauchanschluß 24 mit dem Meßgut, beispielsweise der auf Spurenkonzentrationen zu untersuchenden zufließenden wäßrigen Lösung, beschickt wird. Der Schlauchanschluß 24 ist mit einer Überwurfmutter 23 auf das Auße-gewinde eines Einlaßstutzens 29 geschraubt, der seinerseits unter Zwischenschaltung eines Dichtringes 37 in der aus F i g. 3 dargestellter Weise in eine untere seitliche Bohrung des Bausteins der Eichzelle 7 hineinführt. Die mittig durch den Anschlußstutzen 29 geführte Bohrung 41 steht mit einer wiederum mittigen in der Längsachse der Eichzelle liegenden Bohrung 42 in Verbindung, in die koaxial die Elektrode 28 hineinragt, welche mittels der Halterung 43 irn Kopfteil des die Eichzelle 7 bildenden Bausteins fest verschraubt ist. Die elektrische Verbindung der Eichelektrode 28 zu dem innerhalb des Gehäuses 5 von F i g. 1 untergebrachten Elektronikteil erfolgt in der gleichfalls aus Fig. 1 ersichtlichen Weise, indem die obere Stirnseite des Kontaktstiftes 44 mittels einer Isolierkappe 45 galvanisch mit dem durch die Kappe 45 hindurchgeführten Leitungskontakt verbunden und durch die Schraubenverbindung druckbeaufschlagt wird, wobei die Leitungsverbindung über die Leitungsdtirehfühningen 10 in das Innere des Gehäuses ΐ gcführ ist. Die l.ängsbohrting 42 bildet die eigentliche Fielizcll und sie ist koaxial zur l.ichelektrode 28. die Vorzugs« ei se aus Edelstahl oder einem anderen rcsistente Material besteht, mit der Gegenelektrode 21 in lon eines Fdelsiahlmhres oder dergleichen beaufschlag Die elektrische Verbindung von bzw. zur Gegent/Icklm de 21 ist über die untere Stirnseite des Bausteins mittel des .Schraubstutzens 26 in gleicher Weise hcrgestell wie die für die lüchclcktrodc 28 in der obere Stirnfläche beschriebene \ rbindung.

Das MeHmedium Hießt durch die Fichzelle 7. indem e von der mittleren Bohrung 41 des AnschliiHstiitzens 2 der F.ichzelle oder zentralen Längsbohrung 42 in clere unteren Bereich eingegeben wird, von hier in den zwischen Licheleklrode 28 und Gegenelektrode 2 vorgegebenen Ringraum nach oben steigt, um übe einen aus Ui ei senKfeciii /ucimiinict Mt/nvndcn iifuirun gen gebildeten Verbindungskan.il Ki wieder aus den Block der Fichzclle 7 auszutreten, tier in Hicßrichtiin, letzte Abschnitt des Verbindungskanals 46 he;.' fluchtend und damit in gleicher Höhe zur eingangsseiti gen Bohrung 41. jedoch auf der dieser gegenüberliegen den .Seitenwandung der Fichzelle 7.

An die Fichzellc 7 fügt sich im Ausführiingsbeispie fest das Gefäß Il für die Vcrglcichsclcktiodc an (sich F ι g. i „ wobei die Austrittsöffnung des Verbindungska nal 46 unter Einfügung eines Dichtungsringes40, wie au [·' ι g. 1 ersichtlich, an einen horizontal durch den unterer Bereich des Bausteines der Vcrglcichselcktrode hin durchgeführten Verbindungskhnal 47 anschließt, de wiederum über einen aus F i g. I ersichtlichen Dich tungsring mit einer entsprechend fluchtend liegender Bohrung in der Meßzelle in Verbindung steht. Dc quadcrförtmgc Baustein für die Vergleichsclektrodi kann, wir in F i g. 4 dargestellt, aus einem einzigen Tei gebildet sein: es ist jedoch auch möglich, den mit den Vcrbindungskanal 47 versehenen unteren Abschnitt ir der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise getrennt zu einen oberen, die Vcrgleichselektrode aufnehmenden Te auszubilden und zwischen beide eine Membran 48 durct Spannschrauben 49 einzufügen, die dann über eini senkrecht zu dem Verbindungskanal 47 liegend· Bohrung 50 zum Innenraum der Zelle für dit Vergleichselektrodc einen Druckausgleich für da Diaphragma, auf das nachfolgend noch näher eingegan gen wird, ermöglicht. Die Membran 48 und damit eine entsprechende Ausbildung des Gefäßes 11 für dit Vergleichselektrode, entsprechend Fig. I. ist jedocf nur dann erforderlich, wenn das Meßgut, welche durcl die einzelnen Bausteine hindurchfließt, druckbeauf schlagi ist. Oberhalb des Verbindungskanals 47 befinde sich gemäß Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 de eigentliche Baustein, welcher das Gefäß 11 für die Vergleichselektrode 52 bildet, die in eine einet zylindrischen Raum vorgebende Blindbohrung 51. di< im Ausführungsbeispiel mit Kaliumchloridlösung gefüll wird, zentrisch zur Längsachse hineinragt. Die Ver gleichselektrode 52 ist eine Thalamid-Elektrode. Da elektrische Verbindungskabel 53 der Vergleichselektro de 52 ist wiederum durch die obere stirnseitigc Halterung 54 hindurchgeführt und durch die Kabel durchführungen 10 mit dem Inneren des Gehäuse schrankes 5 verbunden. Dk Befestigung der Vergleichs elektrode 52 an der Halterung 54 erfolgt mittels eine Schraubkappe 55 unter Zwischenschaltung eines Dich tungsnnges 56. Der Plexiglas-Baustein für die Ver gleichselektrode im Ausführungsbeispiel nach Fig.

schließt den Kanal 47 mit in sich ein. Ähnlich wie die Eichelektrode 28 der Mich/eile nach Fig. 3 durchgreif! die Vergleichselektrode 52 die vertikale mittige Bohrung innerhalb des GefäBes 11 zum überwiegenden Teil ihrer Länge.

In der oberen Hälfte der die Kaliumchloridiösung aufnehmenden Bohrung 51 ist durch die seitliche Wandung eine senkrecht zur Längsachse liegende horizontale Bohrung 57 geführt, die fluchtend zu einer entsprechenden Bohrung durch die .Seitenwandung der nachfolgend noch näher zu beschreibenden Meßzellc 9, wie aus F i g. I und 2 zu ersehen, liegt.

Die Meßzclle 9 entspricht, wie sich aus Γ i g. 5 ergibt, in ihrem Aufbau im wesentlichen der oben beschriebenen Fichzelle mit der Zuführung 66 für die Meßelektrode 65 im oberen stirnseitigen Bereich dieses Bausteins und einer vergleichbaren Zuführung 62 für die konzentrisch zur stabförmigen mittig liegenden MeIielektrode 65 liegenden Gegenelektrode 64 in Form eines die mittlere Längsbohrung durch den Baustein auskleidenden Mctallrohres. Die elektrische Verbif dung der Gegenelektrode 64, die mittels Dichtungsringen 69 und 63 in den Hohlraum der Meßzelle eingepaßt ist, erfolgt durch die Halterung 62 hindurch unter Zwischenschaltung des im Querschnitt tellerförmigen Kontaktteiles61.

Das durch die untere horizontale Bohrung 47 in dem Gefäß ti der Vergleichselektrode hindurchfließende und in die Meßzelle über die Bohrung 68 unter Zwischenschaltung eines Dichtungsringes 71 einströ mende flüssige Meßgut, fließt wiederum von unten nach oben durch die Meßzelle 70 und hierbei zwischen der Gegenelektrode 64 aus rostfreiem Edelstahl und der Meßelektrode 65 aus einem geeigneten Edelmetall, wie goldplattierte Elektroden oder aus Silber, hindurch bis es im oberen Bereich durch den aus drei senkrecht aufeinanderstellenden Bohrungen bestehenden Verbindungskanal 67 wieder aus der Meßzelle 9 austritt, und zwar in deren unteren Bereich über den letzten Abschnitt des Kanals, der wiederum fluchtend zur

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Die beiden seitlichen fluchtend zueinander liegenden Bohrungen 57 in dem Gefäß 11 der Vergleichselektrode und in der Meßzelle nehmen einen zylindrischen Formkörper 14 auf, der im Ausführungsbeispiel ^ gleichfalls aus Plexiglas besteht, und der in die Bohrung 59 der Meßzelle 9 eingeschraubt ist, während er in die Bohrung 57 der Vergleichselektrode nur eingesteckt und dort über einen O-Ring abgedichtet ist. Die durch den zylindrischen Körper 14 axial hindurchgeführte Bohrung besteht aus zwei Abschnitten unterschiedlichen Durchmessers und sie ist, wie der die Vergleichselektrode aufnehmende zylindrische Hohlraum, im Gefäß 11 mit Kaliumchloridiösung gefüllt. In dem dem Inneren der Meßzelle unmittelbar benachbart liegenden Abschnitt der Bohrung mit geringerem Duchmesser ist das eigentliche Diaphragma in Stellung gebracht. Das Diaphragma besteht in einem Ausführungsbeispiel aus einem gebrannten Tonkörper, der mit einer Gummimanschette umgeben ist, welche einen Preßsitz ω innerhalb der Bohrung ermöglicht.

An die Meßzelle 9 schließt sich gemäß F i g. 1 und 2 schließlich noch ein Durchflußmesser 13 an, wie er in Fig.6 dargestellt ist. Der diesbezügliche Baustein besitzt wiederum eine Einlaufbohrung 72, die entsprechend allen anderen eingangsseitigen Bohrungen der übrigen Bausteine nach deren Montage, wie aus F i g. 1 ersichtlich, fluchtend zueinander ausgerichtet sind, und der das Meßrohr aufnehmende I lohlraum innerhalb der Halterung des Durchflußmessers ist durch eine axiale Längsbohrung gebildet, in der sich ein an sich bekannter .Schwebekörper-Durchflußmesser 73 mit einem beispielsweise kugelförmigen Schwebekörper 74 befindet. Der .Schwebekörper 74 ist in einem Glasrohr 75 je nach Geschwindigkeit des durchströmenden Mediums auf- und abbewegbar, wobei an dem Glasrohr eine Graduierung mit Meßmarke vorhanden ist. Das Glasrohr 75 steht auf einer Flachringdichtung 76 auf und eine weitere F'lachringdichlung 77 liegt auf dessen oberer Stirnseite, die ein Distanzstück 78 trägt, welches über einen dritten Dichtungsring 79 über eine Schraube 80 druckbeaufschlagl gehalten werden kann. Der .Schraubstutzen 81 ist in der aus Fig. 1 ersichtlichen Form mit einem Feinregulierventil 22 verbunden, das ausgangsseitig über eine Leitung 25 dosiert das Meömedium abfuhrt.

Im unteren Teil des Durchflußmessers ist ein Thermofühler 75a vorgesehen, der im wesentlichen aus einem NTC-Widerstand besteht, dessen elektrische Kabel 82 über die untere Stirnseite des Durchflußmessers abgeführt wird, wobei der Thermofühler 75a mittels Schraubmuffe 83 und Überwurfmutter 84 unter Zwischenschaltung eines O-Ringes 85 in der aus F i g. 6 ersichtlichen Weise in die Halterung des Durchflußmessers eingeschraubt ist.

Für den Fall, daß das vorbeschriebene elektrochemische Meßgerät zur Konzentration in wäßrigen Lösungen Anwendung findet, die nicht druckbeaufschlagt sind, ist es vorteilhaft, die bei der kontinuierlichen Messung gelegentlich auftretenden Druckschwankungen dadurch auszugleichen, daß der Vergleichselektrode ein Durchflußkonstanthalter 12 gemäß F i g. 7 vorgeschaltet wird, was insbesondere für die Anwendung des Meßgerätes bei der Messung von Sauerstoffspuren im Kesselspeisewasser oder Sauerstoff im Trinkwasser vorteilhaft ist. Der Durchflußkonstanthalter besteht wiederum aus einem quaderförmigen Baustein 88, dessen Kantenlängen den vorbeschriebenen Bausteinen gleich sind, wobei Hac fliicciop MpRmpHinm ühpr den eineanesseitieen Stutzen 86 eintritt und von hier einer senkrechten Längsbohrung 89 zufließt, die in ihrem oberen Teil in einem Steigrohr 90 endet, um welches herum ein Fallrohr 91 koaxial in der dargestellten Weise angeordnet ist. so daß das über den Einlaufstutzen 86 dem Durchflußkonstanthalter 12 zufließende und über die mittlere Bohrung 89 und einen ausgangsseitigen Kanalabschnitt 92 der Vergleichselektrode oder einem anderen Baustein zufließende Meßgut bei Überdruck über das Steigrohr 90 hinausgedrückt wird, um im Fallrohr 91 wieder nach unten fallend zurückzuströmen und von hier durch einen Auslaß 93 abgeführt wird.

Es ist in einem Ausführungsbeispiel möglich, die mittlere Bohrung 89 innerhalb des Durchflußkonstanthalters vorzugsweise durch eine solche mit geringerem Durchmesser im unteren stirnseitigen Bereich des Bausteins weiterzuführen, so daß dort eine zusätzliche Anschlußmöglichkeit für die dosierte Einbringung einer zweckgeeigneten Lösung entsteht, und am Kanalaustritt 92 ein Gemisch zwischen der letztgenannten Lösung und der Meßflüssigkeit ausfließt.

Damit sichergestellt wird, daß sich dieses Gemisch vor Eintritt in die Meßzelle vollständig homogen vermischt, ist es für den letztgenannten Anwendungsfail vorteilhaft, dem Durchflußkonstanthalter 12 einen Umwegbaustein gemäß Fig. 8 als zusätzliche Mischstrecke nachzuschalten, der — wie dargestellt — im

wesentlichen aus mäanderförmig geführten Abschnitten senkrechter und waagerechter Bohrungen in diesem Baustein besteht, über die sich eine maximale Weglänge vorgeben läßt. Nach dem Einbringen der verschiedenen Bohrungen weruen — wie bei den vorbeschriebenen , Bausteinen auch — die zu verschließenden Bohrungsöffnungen in der in den Zeichnungen angedeuteten Weise ausgefüllt.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektrochemisches Meßgerät fur die kontinuierliche Bestimmung der Konzentration von reduzierenden und oxydierenden Stoffen, bestehend aus einer Elektrodenanordnung mit Diaphragma und einem Potentiostaten zur Vorgabe einer konstanten Potentialdifferenz zwischen Meß- und Vergleichselekirode. dadurch gekennzeichnet, daß die die Meßelektrode (65) aufnehmende Meßzelle (9), das Gefäß (11) für die Vergleichselektrode (52) und andere diesen vor- oder nachgeschalteten Bauelemente des elektrochemischen Meßgerätes aus fest zu einer stabilen Kompakteinheit zusammenfügbaren quaderförmigen Bausteinen {7, 11, 9, 13) gebildet sind, daß die quaderförmigen Bausteine jeweils gleiche Kantenabmessungen untereinander aufweisen, daß die Bausteine aus einem bohrfähigen, durchsichtigen Material bestehen und daß alle Leitungsverbindungen zwischen den einzelnen Bausteinen fluchtend zueinander ausgerichtete Bohrungen innerhalb der Bausteine sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Meßzelle (9) vor- oder nachgeschalteten Bausteine ein Durchflußkonstanthalter (12), eine Eichzelle (7). ein Durchflußmesser (13) und eine Mischzelle sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dali entlang jeweils einer Seitenwandung zwischen der Meßzelle (9) und dem Gefäß (11) für die Vergleichielektrode (52) fluchtend zueinander liegende Bohrungen (57, 59) v^rhandcn sind, die das Diaphragma aufnehmen.

4. Vorrichtung nach Anspruch ~i, dadurch gekennzeichnet, daß das Diaphragma (48) bei druckbcaufschlagtem Meßgut mittels einer Bohrung (50) meßzcllcnseitig druckentlastet ist, so daß am Diaphragma Druckausgleich gegeben ist.