DE2523768A1 - METHOD OF DETERMINING THE CONCENTRATION OF SOLUBLE MATERIALS AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION - Google Patents

METHOD OF DETERMINING THE CONCENTRATION OF SOLUBLE MATERIALS AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION

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DE2523768A1
DE2523768A1 DE19752523768 DE2523768A DE2523768A1 DE 2523768 A1 DE2523768 A1 DE 2523768A1 DE 19752523768 DE19752523768 DE 19752523768 DE 2523768 A DE2523768 A DE 2523768A DE 2523768 A1 DE2523768 A1 DE 2523768A1
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Robert Charles Hannah
Barry John Prof Welch
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Patentanwälte München 2 2 · Steins do rf straße 21 - 22 · Telefon 089 / 29 84Patent attorneys Munich 2 2 Steins do rf straße 21 - 22 Telephone 089/29 84

COMALCO LIMITED 95 Collins Street, Melbourne, Victoria / AustralienCOMALCO LIMITED 95 Collins Street, Melbourne, Victoria / Australia

Verfahren zur Bestimmung der Konzentration gelöster Stoffe und Vorrichtung zu seiner DurchführungMethod for determining the concentration of dissolved substances and device for its implementation

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Konzentration von gelösten Stoffen in kondensierten Systemen unter Einsatz einer Meßanordnung sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrene.The invention relates to a method for determining the concentration of dissolved substances in condensed systems using a measuring arrangement and a device for carrying out this process.

Dr .PrDr .Pr

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Umfangreiche Literatur, die den derzeitigen Stand auf dem Gebiet der Aluminiumerzeugung durch Elektrolyse von Aluminiumoxid in Bädern auf Kryolithbasis unter Verwendung einer Vielzahl ähnlicher, hintereinander geschalteter Zellen beschreibt, liegt vor. Eine größere Routinemaßnahme besteht im Beschicken mit Aluminiumoxid, um seine Konzentration aufrecht zu erhalten, normalerweise in einem Bereich von 1-8 Gewichtsprozent.Extensive literature covering the current state of the art aluminum production by electrolysis of aluminum oxide in cryolite-based baths using a large number of similar cells connected in series, is available. A major routine is loading alumina to maintain its concentration, usually in a range of 1-8 weight percent.

Traditionsgemäß erfolgt dieses Beschicken durch Handarbeit, wobei Menge und Zeitpunkt der Zugabe des Aluminiumoxide vom Arbeiter bestimmt werden, eine Aufgabe, die beträchtliche Erfahrung und erhebliche Vorkenntnis der erwarteten Leistungsfähigkeit einer jeden einzelnen Zelle erfordert. Bei manchen Anlagen sind elektromechanische Vorrichtungen oder elektronische Computer eingebaut, um den Arbeiter bei dieser Aufgabe zu unterstützen.Traditionally, this loading is done by hand, with the amount and time of addition of the aluminum oxide from Workers are determined to be a job that has considerable experience and considerable prior knowledge of expected performance of each individual cell. Some systems are electromechanical or electronic Computer built in to assist the worker in this task.

Ist die Zelle mit Aluminiumoxid überbeschickt, kann die Konzentration an Aluminiumoxid ansteigen, bis die Schmelze gesättigt ist. Das überschüssige Aluminiumoxid setzt sich am Boden der Zelle ab und verursacht evtl. einen "kranken" oder "schlammigen" Zustand des Reaktors, was zu einem Verlust an Wirksamkeit und zum Überhitzen der Zelle führt.If the cell is overloaded with aluminum oxide, the concentration can decrease increase in aluminum oxide until the melt is saturated. The excess aluminum oxide settles on The bottom of the cell decreases and possibly causes a "sick" or "muddy" condition of the reactor, resulting in a loss Effectiveness and leads to overheating of the cell.

Sinkt die Konzentration an Aluminiumoxid auf einen zu geringen Wert, allgemein unter 2 %, ändert sich die Art des Zellenbetriebs und der bekannte "Anodeneffekt" tritt auf. Der "Anodeneffekt" wird im allgemeinen so verstanden, daß er durch Elektrolyse des Fluoridbades bei diesen geringen Aluminiumkonzentrationen ausgelöst wird. Tritt dies ein, wird ein isolierender gasförmiger oder polymerer Fluoridfilm an der Flache zwischen der Anodenoberfläche und dem geschmolzenen Elektrolyten gebildet ο Der hohe elektrische Widerstand dieses FilmsIf the concentration of aluminum oxide falls too low Value, generally below 2%, changes the type of cell operation and the well-known "anode effect" occurs. Of the "Anode effect" is generally understood to mean that it is through Electrolysis of the fluoride bath is triggered at these low aluminum concentrations. When this occurs, it becomes an isolating one gaseous or polymeric fluoride film on the surface between the anode surface and the molten electrolyte formed ο The high electrical resistance of this film

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verursacht einen Anstieg der Zellspannung um einen Faktor von etwa to; der sich ergebende überhöhte und irreguläre Energieverbrauch ist unproduktiv für Aluminium und stört die Gesamtlast des in Reihe geschalteten Systems. So kann der Strom so abfallen, daß das gesamte in Reihe geschaltete System mit verminderter Produktionsgeschwindigkeit arbeitet.causes the cell voltage to increase by a factor of about to; the resulting excessive and irregular energy consumption is unproductive for aluminum and disrupts the overall load of the series system. This is how electricity can be fall that the entire series-connected system with reduced Production speed works.

Da Routine-Anodeneffekte für den Gesamtbetrieb der betreffenden Zelle und der hintereinander geschalteten Zellreihe weniger schädlich sind, werden die Zellen normalerweise nach einem Beschickungsplan betrieben, der den oben erwähnten "Krankheitszustand" beseitigen und das Auftreten von Anodeneffekten auf etwa 1 pro Tag und pro Zelle regulieren soll.Because routine anode effects for the overall operation of the concerned Cell and the serially connected cell row are less harmful, the cells are normally after operated on a loading schedule that eliminates the above-mentioned "disease state" and the occurrence of anode effects should regulate to about 1 per day and per cell.

In der Wirksamkeit des Verfahrens würde sich eine Verbesserung ergeben, denn die "Anodeneffekte" und "kranken Zellen" eliminiert würden. Eine weitere Verbesserung würde erzielt, wenn die Konzentration an Aluminiumoxid auf einen optimalen Wert gesteuert werden könnte. Solche Verbesserungen würden durch die Entwicklung einer Methode zum Messen der Aluminiumoxidkonzentration des Bades in situ erleichtert werden, die zur Steuerung der Beschickungsgeschwindigkeit der Zelle eingesetzt werden könnte.There would be an improvement in the effectiveness of the method because the "anode effects" and "diseased cells" are eliminated would. A further improvement would be achieved if the concentration of alumina was at an optimal level could be controlled. Such improvements would be made by the Development of a method for measuring the aluminum oxide concentration of the bath in situ will be facilitated for control purposes the feed rate of the cell could be used.

Viele Versuche sind gemacht worden, um den Wirkungsgrad der Zelle durch Beseitigen der Anodeneffekte zu verbessern. Einige dieser Versuche verwenden die Beobachtung, daß der elektrische Widerstand der Zelle normalerweise für eine Zeitspanne nach dem Zusatz von Aluminiumoxid abfällt, aber vor einem Anodeneffekt ansteigt, wobei der Anstieg unmittelbar vor dem Anodeneffekt am höchsten ist. Panebianco und Bacchiega entwickelten eine Spannungebrücke, die auf dem sich ergebenden Anstieg der Spannung beruht, um vor dem."Vor-Anodeneffekt-Zustand" zu warnen, erör-Many attempts have been made to improve the efficiency of the cell by eliminating the anode effects. Some of these Experiments use the observation that the electrical resistance of the cell normally lasts for a period of time Addition of alumina falls but increases before an anode effect, with the increase on immediately before the anode effect is highest. Panebianco and Bacchiega developed a tension bridge based on the resulting rise in tension to warn of the "pre-anode effect state", discuss

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tert in "Le Metallurgie« Italiana" Nr. 5, 1968. Die US-PS 3 712 857 zieht Nutzen aus elektronischen Computern, um die Widerstandekurve zu analysieren und vor dem bevorstehenden Anodeneffekt zu warnen. Andere Systeme beruhen auf der Tatsache, daß bei höheren Stromdichten als der Durchschnitt betriebene Anoden etwas früher als die anderen Anoden den Anodeneffekt erreichen.tert in "Le Metallurgie" Italiana "No. 5, 1968. The US-PS 3 712 857 takes advantage of electronic computers to analyze the resistance curve and before the upcoming Warn anode effect. Other systems rely on the fact that at higher than average current densities operated anodes reach the anode effect a little earlier than the other anodes.

Während alle diese Techniken eine gewiss· Verbesserung des Wirkungsgrades des Verfahrens erlauben, können sie die Annäherung an den Zustand einer "kranken Zelle" weder vorhersagen noch die starken Schwankungen steuern oder eliminieren, die in der Aluminiumoxidkonzentration in normalen Aluminiumproduktionsanlagen auftreten können und auftreten.While all of these techniques allow a certain improvement in the efficiency of the process, they can neither predict the approach to the state of a "diseased cell" nor control or eliminate the strong fluctuations, which can and do occur in the aluminum oxide concentration in normal aluminum production plants.

Die US-PS 3 400 062 offenbart ein System zum Steuern der Alüsiiiniumoxidkonzentration durch Regulieren der Beschickungsgeschwindigkeit auf einen von zwei vorbestimmten Werten. Eine größere Energie-Quelle wird eingesetzt, um eine Kontrollbzw · Steueranode auf eine Stromdichte größer als die Zellenetromdichte nach zwei Vorbehandlungsstufen mit Energie zu versorgen, in welchen ein vorläufiger Anodeneffekt durch Umkehr der Polarität der äußeren Energiequelle unterdrückt wird. Das Vorliegen oder Fehlen eines Anodeneffekte an der Steueranode wird ausgenützt, um den geeignetsten der beiden Beschickungswerte auszuwählen.U.S. Patent 3,400,062 discloses a system for controlling the aluminum oxide concentration by regulating the feed rate to one of two predetermined values. One A larger energy source is used to energize a control or control anode to a current density greater than the cell current density after two pretreatment stages supply, in which a preliminary anode effect is suppressed by reversing the polarity of the external energy source. The presence or absence of an anode effect on the control anode is used to select the most suitable of the two loading values.

Jüngere Laboruntersuchungen haben gezeigt, daß die Konzentration an Aluminiumoxid nicht nur von der angewandten Stromdichte abhängt, sondern auch von der Zeit, die die Steuerelektrode braucht, um den Anodeneffekt zu erreichen. Folglich würde die Ermittlung lediglich des Vorliegens oder Fehlens des Anoden-Recent laboratory tests have shown that the concentration on aluminum oxide depends not only on the current density applied, but also on the time that the control electrode needs to achieve the anode effect. Consequently, the determination of only the presence or absence of the anode

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effekte nur eine grobe Steuerung der Aluminiumoxidkonzentration aufgrund der der inatrumentellen Technik eigenen geringen Auflösung ermöglichen. Die Auflösung würde sogar noch weiter vermindert durch Verwendung der nicht abgeschirmten Meßanordnungen mit geringer Stromdichteauflösung, wie vorgeschlagen· effects only a rough control of the aluminum oxide concentration due to the low inherent low level of the instrumental technology Enable resolution. The resolution would be even more further reduced by using the unshielded measuring arrangements with low current density resolution, as suggested

Die US-PS 3 471 390 offenbart ein Instrument und eine Meßanordnung zur Bestimmung der augenblicklichen Konzentration an Aluminiumoxid in dem Bad. Eine Meßanordnung, die eine kleine Kontrollzelle enthält, wird in das Bad eingetaucht, und die Zellspannung wird stufenweise gesteigert, bis ein Anodeneffekt an der Steueranode induziert wird. Die plötzliche Änderung des Zellwi-derstands wird durch ein Programmlerraeßgerät festgestellt und das sich ergebende elektronische Signal verwendet, um den Spannungssprung aufzuzeichnen, bei dem der Anodeneffekt auftrat, und um das Instrument rückzusetzen. Diese Spannungsstufe oder "Auslesezahl11 (readout number), in Verbindung mit durch Laboranalysen bestimmten Eichkurven verwendet, ermöglicht es, der Aluminiumoxidkonzentration einen quantitativen Wert zuzuschreiben. Bei der bevorzugten Form wird die Spannung automatisch alle drei Sekunden abgestuft, wobei eine manuelle Abstufung vorgesehen ist. Die Meßanordnung enthält eine Stetteranode, deren Fläche sorgfältig mit Hilfe einer Bornitridmanschette und einer in enger Nnhe zur Anode konzentrischen Stahlkathode definiert ist. Die mit diesem Instrument erhältliche Auflösung und Reproduzierbarkeit hängt sehr von der Notwendigkeit ab, sowohl die relative Anoden-Kathoden-Konfiguration und die Spannungsabstufungskonstante beizubehalten, als auch von der Notwendigkeit, die Meßanordnung mit der Anode und der Kathode so nahe zusammen wie praktizierbar zu konstruieren·U.S. Patent 3,471,390 discloses an instrument and measuring arrangement for determining the instantaneous concentration of alumina in the bath. A measuring arrangement containing a small control cell is immersed in the bath and the cell voltage is increased in stages until an anode effect is induced on the control anode. The sudden change in cell resistance is detected by a programmer and the resulting electronic signal is used to record the voltage jump at which the anode effect occurred and to reset the instrument. This voltage level or readout number 11 , used in conjunction with calibration curves determined by laboratory analysis, enables a quantitative value to be assigned to the aluminum oxide concentration. In the preferred form, the voltage is automatically graduated every three seconds, with manual grading being provided. The measuring arrangement contains a Stetter anode, the area of which is carefully defined by means of a boron nitride sleeve and a steel cathode concentric in close proximity to the anode.The resolution and reproducibility obtainable with this instrument depends very much on the necessity, both the anode-cathode relative configuration and the Voltage gradation constant, as well as the need to construct the measuring arrangement with the anode and the cathode as close together as practicable.

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Jede Änderung der Anoden-Kathoden-Konfiguration als Ergebnis einer Abnützung der Meßanordnung oder von Herstellungsänderungen wird Änderungen der bekannten IR-Komponente der Zellspannung und folglich derAuslesezahl hineinbringen. Weitere Fehler kommen hinein durch jede Änderung der Leitfähigkeit der Schmelze oder der wirksamen Kathodenspannung (als Folge der Legierungebildung mit dem elektrolytisch abgeschiedenen Aluminium oder der Korrosion durch die Schmelze). Ein weiterer beträchtlicher Mangel ist der niedere Wert der verwendeten Kippraten (sweep rates). Bei diesen niederen Kippraten entwickeln Zellstrom
und -spannung große Kurzzeitschwankungen als Folge der Entwicklung von Gasblasen. Dies führt zu einer Verminderung der Auflösung der Auslesezahl.
Any change in the anode-cathode configuration as a result of metering equipment wear or manufacturing changes will introduce changes in the known IR component of the cell voltage and, consequently, the readout number. Further errors come in due to any change in the conductivity of the melt or the effective cathode voltage (as a result of the formation of an alloy with the electrolytically deposited aluminum or the corrosion by the melt). Another significant shortcoming is the low value of the sweep rates used. At these low tilt rates, cell currents develop
and voltage large short-term fluctuations as a result of the development of gas bubbles. This leads to a reduction in the resolution of the readout number.

Die Erfindung soll in erster Linie ein System zur Bestimmung von Konzentrationen gelöster Stoffe bereitstellen, das im Betrieb wirksamer ist als die bislang beschriebenen.The invention is primarily intended to provide a system for determining concentrations of dissolved substances, which in operation is more effective than those described so far.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Bestimmen der Konzentration gelöster Stoffe in kondensierten Systemen unter Verwendung einer Meßanordnung mit wenigstens einer Anode und einer Kathode, bei welchem an dieser Anode und Kathode ein
Spannungsanstieg angewandt wird, welcher rasch bis zu wenigstens einer solchen " nnung ansteigt, bei der ein Anodeneffekt an der Anode induziert wird, wenigstens der Wert des dem Strom entsprechenden Stroms erfaßt wird,bei welchem der Anodeneffekt auftritt, und die Konzentration des gelösten Stoffs aus dem Stromwert bestimmt wird. Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einer Meßanordnung mit wenigstens einer Anode und einer Kathode, Einrichtungen zur Energiezufuhr, die mit der Meßanordnung verbunden sind, um der Anode einen Spannungsanstieg zu verschaffen, der rasch auf wenigstens eine solche Spannung ansteigt, bei
The invention relates to a method for determining the concentration of dissolved substances in condensed systems using a measuring arrangement with at least one anode and a cathode, in which an anode and a cathode are connected to this
Voltage rise is applied, which increases rapidly up to at least such a "Mung, in which an anode effect is induced at the anode, at least the value of the current corresponding to the current at which the anode effect occurs and the concentration of the solute from the is detected The invention also relates to a device for carrying out the method with a measuring arrangement having at least one anode and a cathode, devices for supplying energy which are connected to the measuring arrangement in order to provide the anode with a voltage increase which rapidly increases to at least one such voltage increases at

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der an der Anode ein Anodeneffekt induziert wird, und Einrichtungen zur Feststellung wenigstens des Maximalwerts des der Anode zugeführten Strome und dem Strom entsprechend, bei dem der Anodeneffekt auftritt, aus dem die Konzentration gelöster Stoffe bestimmt werden kann.an anode effect is induced at the anode, and means for determining at least the maximum value of the The currents supplied to the anode and corresponding to the current at which the anode effect occurs, from which the concentration of dissolved substances can be determined.

Die Erfindung zeichnet sich also durch die Anwendung eines Spannungsanstiegs auf die Anode einer Meßanordnung, verwendet bei der Bestimmung von Konzentrationen gelöster Stoffe, aus, der rasch auf einen Wert ansteigt, welcher ausreicht, an der Anode einen Anodeneffekt zu verursachen. Der Stromfluß durch die Anode unmittelbar vor dem Anodeneffekt ist dazu bestimmt, eine Anzeige der Konzentration des gelösten Stoffs zu liefern.The invention is thus characterized by the application of a voltage increase to the anode of a measuring arrangement, used in the determination of concentrations of dissolved substances, which increases rapidly to a value which is sufficient to cause an anode effect on the anode. The current flow through the anode is just before the anode effect designed to provide an indication of the concentration of the solute.

Bei einer bevorzugten Anordnung enthält die Meßanordnung eine Bezugselektrode, um eine enge Kontrolle über den der Anode verliehenen Anstieg zu ermöglichen.In a preferred arrangement, the measuring arrangement includes a Reference electrode to allow close control over the slope imparted to the anode.

Bei den zuvor verwendetenZwei-Elektroden-Systemen wirkte die Gegenelektrode (die Kathode im Falle von Aluminiumoxidbestimmungen) sowohl als Stromkollektor als auch als instabile Bezugselektrode, so daß das Ansprechvermögen der Steueranode von der geomc+r"·» sehen Konfiguration der Meßanordnung, dem Badwiderstand und der Betriebsvorgeschidhte beeinflußt wird. Da* System gemäß der bevorzugten Aueführungsform der Erfindung überwindet dieses Problem durch die Verwendung einer Bezugselektrode, die auf einem stetigen Potential bezüglich dem Bad gehalten wird. Die Verwendung dieser dritten stabilen Bezugselektrode senkt den Einfluß der Geometrie der Anordnung und der IR-Abfälle in dem Elektrolyten auf ein Minimum und ermöglicht so die sehr erwünschte enge Kontrolle über die an der Steuer-In the two-electrode systems used previously, the Counter electrode (the cathode in the case of alumina determinations) both as a current collector and as an unstable one Reference electrode, so that the response of the control anode is influenced by the configuration of the measuring arrangement, the bath resistance and the operating procedures. System according to the preferred embodiment of the invention overcomes this problem by using a reference electrode which is at a steady potential with respect to the bath is held. The use of this third stable reference electrode reduces the influence of the geometry of the arrangement and the IR waste in the electrolyte to a minimum and allows so the very desired close control over the tax

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anode hervorgerufene Spannungsechvrankungerate (rate of voltage sweep). Ein weiterer Vorteil des Drei-Elektroden-Systeme ist die flexiblere Gestaltung der elektrochemischen Steuerzelle, die erreicht werden kann· Besonders die Kathode der Reduktionszelle kann als Gegenelektrode der Steuerzelle eingesetzt werden, was die Gestaltung der Meßanordnung vereinfacht und es erlaubt, den Strom für die Steuerzelle vom Hauptreduktions-Gleichstromkreie abzuziehen.anode induced voltage fluctuation rate (rate of voltage sweep). Another advantage of the three-electrode system is the more flexible design of the electrochemical control cell, which can be achieved especially the cathode of the reduction cell can be used as the counter electrode of the control cell, which simplifies the design of the measuring arrangement and allows the current for the control cell to be drawn from the main reduction DC circuits deduct.

So kann die Erfindung in einer bevorzugten Form auf ein System zur Bestimmung der Konzentration von in bei Aluminium-Reduktionszellen verwendeten geschmolzenen Elektrolyten gelöstem Aluminiumoxid angewandt werden. Ein solches System kann daher vorteilhaft zur Steuerung der Aluminiumkonzentration in solchen Zellen verwendet werden.Thus, in a preferred form, the invention can be applied to a system for determining the concentration of in in aluminum reduction cells molten electrolyte used can be applied to dissolved alumina. Such a system can therefore can be used advantageously to control the aluminum concentration in such cells.

Weitere Vorteile, Merkmale und Ausführungeformen, Einzelheiten und Gegenstände der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, die in Verbindung mit den beigefügten Figuren zu lesen ist:Further advantages, features and embodiments, details and objects of the invention emerge from the following Description to be read in conjunction with the attached figures:

Figur 1 ist eine schematische Blockdarstellung eines die Erfindung verkörpernden analytischen Meßsystems in Verbindung mit dem Stromkreis einer Aluminiumreduktionszelle;Figure 1 is a schematic block diagram of the invention embodied analytical measuring system in connection with the circuit of an aluminum reduction cell;

Figur 2 ist ein teilweiser Längsquerschnitt einer praktischen Ausführung einer Meßanordnung für dns System;Figure 2 is a partial longitudinal cross-section of a practical embodiment of a measurement arrangement for the system;

Figur 3 zeigt eine typische Strom-Zeitkurve der Steueranode;FIG. 3 shows a typical current-time curve of the control anode;

Figur 4 zeigt die typische Strom-Spannungskurve undFigure 4 shows the typical current-voltage curve and

Figur 5 eine typische Eichkurve, von der die Al0O--Konzentration5 shows a typical calibration curve from which the Al 0 O - concentration

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abgelesen werden kann, wenn der Wert für Q gegeben ist·can be read off if the value for Q is given

Ein die Erfindung verkörperndes analytisches MeBsysten ist in blookschematischer Form in Pigur 1 dargestellt· Jeder in der folgenden Beschreibung erwähnte Block besteht aus Fachleuten wohl bekannten elektrischen/elektronischen Standardbauteilen, und eine Bezugnahme auf ein vollständiges Stromkreisdiagramm ist daher hier nicht erforderlich·An analytical measurement system embodying the invention is shown in blookschematic form in Pigur 1 each in The block mentioned in the following description consists of standard electrical / electronic components well known to those skilled in the art, and reference to a complete circuit diagram is therefore not necessary here.

Das dargestellte System umfaßt drei Hauptkomponentent Die Stromzuführung A, die Meßanordnung B und das Ausgabθ«yetera C.The illustrated system comprises three main components Die Power supply A, the measuring arrangement B and the output θ «yetera C.

Die Energiezufuhr A umfaßt eine Energiequelle P, die entweder separat oder die für die Reduktionszelle verwendete sein kann, einen Wellenformgenerator 1, wie z.B. einen Einzelpulsgenerator, der eine Dreiecks- oder SHgezahnwellenform erzeugt, einen Spannungsreglerkreis 2 und einen Schalt- und Rückstellkreis 3 t der den Veilenforragenerator 1 und den Spannungsreglerkreis 2 mit der Anordnung B und einem Verstärkerkreis 4 (power boosting circuit) verbindet« Das Meßsystem B umfaßt drei Elektroden! Eine Steueranode 5$ eine Bezugselektrode 6 und eine Gegenelektrode oder Kathode 7 t die letztere kann die Zellkathode sein·The power supply A comprises a power source P, which can be either separate or that used for the reduction cell, a waveform generator 1, such as a single pulse generator that generates a triangular or SH tooth waveform, a voltage regulator circuit 2 and a switching and reset circuit 3 t of the Veilenforragerator 1 and the voltage regulator circuit 2 with the arrangement B and an amplifier circuit 4 (power boosting circuit) connects «The measuring system B comprises three electrodes! A control anode 5 $ a reference electrode 6 and a counter electrode or cathode 7 t the latter can be the cell cathode

Bei einer Ausführungsform liegt der Spannungsreglerkreis 2 in Form eines Potentiostaten vor« Diese Einrichtung ist ein Rückkopplung· verstärker mit zwei Eingängen, nämlich dem Potentialunterschied zwischen der Steueranode 5 und der Bezugselektrode 6 als einem und der Potentialdifferenz zwischen der Steueranode 5 und dem Ausgang des Wellenformgeneratore als dem anderen« Die Rückkopplungsnatur dieses Steuerkreises engt den Ausgang aus diesem Kreis (und letztlich den Stromfluß in der Steueranode) auf solchen Wert ein, daß die beiden Eingänge innerhalb engerIn one embodiment, the voltage regulator circuit 2 is in the form of a potentiostat. This device is a feedback amplifier with two inputs, namely the potential difference between the control anode 5 and the reference electrode 6 as one and the potential difference between the control anode 5 and the output of the waveform generator as the other «Die The feedback nature of this control circuit narrows the output from this circuit (and ultimately the flow of current in the control anode) to such a value that the two entrances are closer within

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- Io -- Io -

Grenzen zu einander verbleiben. In seiner einfachsten Form kann dieser Potentiostat einen BetriebsverstSrker und damit verbundene Riickkopplungswiderstände umfassen. In der bevorzugten Form sind elektronische Filterkreise enthalten, um ungewollte Effekte irgendwelcher unerwünschter oder flüchtiger Signale, die in das System gelangen können, zu vermindern.Boundaries to each other remain. In its simplest form, this potentiostat can be an operational amplifier and thus include connected feedback resistors. In the preferred Form electronic filter circuits are included to avoid unwanted effects of any unwanted or volatile To reduce signals that can get into the system.

Der Schalt- und Rückstellkreis 3 ist vorgesehen, um den Stromfluß im System auszulösen und eine Vielzahl von Anordnungen wie B vom gleichen Spannungsreglerkreis und Wellenformgenerator aus zu betreiben.The switching and reset circuit 3 is provided to control the flow of current trip in the system and a variety of arrangements like B from the same voltage regulator circuit and waveform generator from operate.

Die Steueranode 5 hat ein positiveres Potential hinsichtlich der Kathode durch Stromzuteilung vom Verstärkerkreis k. Die Bezugselektrode 6 hat ein stetiges Potential hinsichtlich des Bades für praktisch lange Zeitspannen und liefert einen stabilen Spannungsbezugspunkt für den erfolgreichen Betrieb des Potentiostaten. Die Kathode 7 vervollständigt den stromführenden Kreis der Meßanordnung.The control anode 5 has a more positive potential with respect to the cathode due to current allocation from the amplifier circuit k. The reference electrode 6 has a constant potential with respect to the bath for practically long periods of time and provides a stable voltage reference point for the successful operation of the potentiostat. The cathode 7 completes the current-carrying circuit of the measuring arrangement.

Eine Konstruktionsform der Meßanordnung ist in Figur 2 dargestellt. Bei dieser Anordnung umfaßt die Steueranode 5 einen Stab aus Graphit oder anderem kohlenstoffhaltigem Material, wie z.B. Kohl der Glas- oder Pyrolysekohle, der von einem Bornitridschirm 8 umgeben ist. Der Schirm bzw. die Hülse dient dazu, die Fläche der Anode 5 in geeigneter Weise zu definieren und die Anode 5 von der Bezugselektrode zu isolieren. Die Bezugselektrode 6 ist rohrförmiger Graphit (oder jeder andere geeignete Leiter, der ein stetiges Potential aufbaut und zugleich dem Zellangriff widersteht), der die Abschirmung bzw« das Rohr 8 umrunded. Die Abschirmung 8 wird so dünn wie praktikabel gemacht, so daß die Bezugselektrode 6 nahe der AnodeOne form of construction of the measuring arrangement is shown in FIG. In this arrangement, the control anode 5 comprises a rod made of graphite or other carbonaceous material, such as carbon from glass or pyrolysis coal, which is surrounded by a boron nitride screen 8. The screen or the sleeve is used to define the area of the anode 5 in a suitable manner and to isolate the anode 5 from the reference electrode. The reference electrode 6 is tubular graphite (or any other suitable conductor that builds up a steady potential and at the same time the cell attack resists), which surrounds the shield or the tube 8. The shield 8 becomes as thin as practical made so that the reference electrode 6 is close to the anode

B 7422 .B 7422.

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ist, Tim jeden Störeffekt dee Stromflueses in der Anode 5 auf ein Minimum zu senken« Wie zu erkennen, trennt ein anderes Material 9 die Anode 5 und die Bezugselektrode 6 und isoliert die Anode 5 von der leitenden Umhüllung Io, die mit der Bezugselektrode 6 verbunden ist. Bei dieser Ausführungsform ist das Material 9 Mullit, während die Umhüllung Io aus Inconel ist· Bornitrid könnte durch und durch verwendet werden, aber das billigere Mullitmaterial hat sich als gleichermaßen leistungsfähig erwiesen. Die Bezugselektrode 6 ist ebenfalls in eine Bornitridumhüllung 11 eingeschlossen, um zusätzlichen Schutz für die Bezugselektrode zu bieten· Die Gegenelektrode oder Kathode 7τ!η der dargestellten Anordnung die Kathode der Reduktionszelle, aber die Kathode 7 kann als ein weiteres Graphitrohr oder anderes Rohr aus geeignetem Material, z.B. Metall, Titancarbid, die Umhüllung 11 umgebend, eingebaut sein.is Tim any disturbing effect dee Stromflueses in the anode 5 to a minimum to reduce "As can be seen, separates other material 9, the anode 5 and the reference electrode 6 and insulates the anode 5 of the conductive coating Io, which is connected to the reference electrode 6 is. In this embodiment the material 9 is mullite while the cladding Io is Inconel · Boron nitride could be used through and through, but the cheaper mullite material has been found to perform equally well. The reference electrode 6 is also enclosed in a boron nitride sheath 11 to provide additional protection for the reference electrode The counter electrode or cathode 7τ! Η of the arrangement shown is the cathode of the reduction cell, but the cathode 7 can be used as another graphite tube or other tube made of suitable material , for example metal, titanium carbide, surrounding the casing 11, be installed.

Die Anordnung B kann jede andere geeignete physikalische Form haben, vorausgesetzt, die Fläche der Anode ist sorgfältig definiert, um die genaue Kenntnis der Betriebsstromdichte darin zu ermöglichen. Die Anordnung wird in das Elektrolytbad an jeder geeigneten Stelle und Tiefe entweder kontinuierlich oder wiederholt eingetaucht. Mit Rücksicht auf die Korrosionswirkung des E1 =>V+rolyten wird der Eintauchbetrieb derzeit bevorzugt .The assembly B may have any other suitable physical shape provided the area of the anode is carefully defined to enable an accurate knowledge of the operating current density therein. The assembly is immersed in the electrolyte bath at any suitable location and depth, either continuously or repeatedly. In view of the corrosive effects of E 1 => V + rolyte, immersion operation is currently preferred.

Obgleich das an der Steueranode angewandte Potential so eingestellt werden kann, daß es jeder der verschiedenen Wellenformfunktionen folgen kann, ist die bevorzugte Form eine Einzeldreicks- oder Sägezahnwelle, die eine linearjansteigende Steueranodenspannung bezüglich der Bezugselektrodenspannung liefert. Diese Wellenformfunktion variiert mit einer vorbestimmtenAlthough the potential applied to the control anode can be adjusted to follow any of the various waveform functions, the preferred form is a single triangle or sawtooth wave which provides a linearly increasing control anode voltage with respect to the reference electrode voltage. This waveform function varies with a predetermined one

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gleichförmigen Rate. Obgleich der Wert dieser Rate selbst nicht wichtig ist, vorausgesetzt, er liegt innerhalb für Maximal- und Minimalwerte gesetzter Grenzen, ist es wichtig, daß diese Rate reproduzierbar ist, da die Größe der von dem Ausgangssystem C erhaltenen Anzeigen von der Rate der Spannungsänderung sowie der Aluminiumoxidkonzentration abhängt. Die Spannung der zur Erzielung der Ausgaben (readouts) verwendeten Steueranode 5 wird von einem Restpotential hinsichtlich der Bezugselektrode 6 in eine Richtung variiert, die im Falle von Aluminiumoxid so wäre, sie anodischer zu machen. Normalerweise würde diese Änderung innerhalb des Bereichs von 0-20 Volt liegen. Die Geschwindigkeit der Spannungseteigerung sollte größer sein als 2 V/sec, da gefunden wurde, daß die Meßgenauigkeit und Lebensdauer der Steuerelektrode bei schnelleren Abtastgeschwindigkeiten gesteigert wird. Die bevorzugt verwendete Abtastgeschwindigkeit liegt zwischen etwa loo und 2oo V/sec, aber Geschwindigkeiten von etwa 5o bis 4oo V/seo wurden erfolgreich angewandt. Für jede Anordnungsgestaltung und Reduktionszelle gibt es eine optimale Abtastgeschwindigkeit, oberhalb derer eine Verbesserung der Information des Ausgabesystems nicht eintritt. Folglich genügen, während Abtastgeschwindigkeiten von 4oo V/sec und darüber möglich sind, in den meisten Fällen geringere Geschwindigkeiten.uniform rate. Although the value of this rate itself is not important provided it is within for Maximum and minimum values set limits, it is important that this rate is reproducible, as the size of the The readings obtained from the output system C depend on the rate of voltage change as well as the aluminum oxide concentration. The voltage of the control anode 5 used to achieve the outputs (readouts) is determined by a residual potential of the reference electrode 6 varies in a direction which, in the case of aluminum oxide, would make it more anodic. Typically this change would be within the range of 0-20 volts. The speed at which the tension builds up should be greater than 2 V / sec, since it has been found that the measurement accuracy and service life of the control electrode contribute faster scan speeds is increased. The preferred scanning speed used is between about loo and 2oo V / sec, but speeds of around 5o to 4oo V / seo were used successfully. There is an optimal scanning speed for every arrangement design and reduction cell, above which an improvement in the information of the output system does not occur. Hence it suffices while scanning speeds of 400 V / sec and above are possible, in most cases lower speeds.

Obgleich die ansteigenden und abfallenden Spannungsabschnitte der Welle gleiche Neigungen bzw. Steigungen haben können, erfordert dies das System nicht, und für die abfallende Spannung kann jede Steigung eingesetzt werden, vorausgesetzt, es interferiert nicht mit der Elektrochemie des Systems. Äußerst erwünscht ist es, daß die Elektrode auf das Restpotential durch den Wellenformgenerator und den Spannungsreglerkreis zurückgebracht wird, da dies, wie gefunden wurde, zu verbesserterAlthough the rising and falling voltage sections of the wave can have the same inclinations or slopes, requires The system does not, and any slope can be used for the falling voltage, provided it interferes not with the electrochemistry of the system. It is highly desirable that the electrode pass through to the residual potential brought back the waveform generator and voltage regulator circuit as this has been found to be improved

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Genauigkeit führt. Diese Rückkehr der Steueranodenepannung durch den Zyklus zum Restpotential kann von einem kleinen Stromanstieg begleitet sein (etwa in der Größenordnung von 0,5 A) der zur Entfernung unerwünschter Abscheidungen von der Oberfläche der Anordnung beiträgt und die Anordnung für den nächsten Zyklus vorbereitet·Accuracy leads. This return of the control anode voltage through the cycle to the residual potential can be accompanied by a small increase in current (about in the order of magnitude of 0.5 A) which contributes to the removal of undesired deposits from the surface of the arrangement and the arrangement for prepared for the next cycle

Unter nochmaliger Bezugnahme auf Figur 1 umfaßt das Ausgangsoder Ausgabesystem C einen Strommeß- bzw. -abtastkreis 12, verbunden über einen geeigneten Strommeßwiderstand R in der Steueranoden-Versorgungsleitung. Ein Spannungsabtastkreis ist zwischen der Anode und der Bezugselektrode selbst verbindend eingebaut, und ein Strom-Zeit-Integrationskreis 18 ist über R verbunden«Referring again to Figure 1, the output system C includes a current sensing circuit 12, connected via a suitable current measuring resistor R in the control anode supply line. A voltage sensing circuit is installed between the anode and the reference electrode, and a current-time integration circuit 18 is self-connecting is connected via R «

Eine typische Strom-Zeit-Wellenform ist in Figur 3 dargestellt, während eine typische Strom-Spannungsdifferenz-(V Anode -V Bezug)Wellenform in Figur 4 gezeigt ist. Die kleineren Kurven zeigen die Rückkehr zum Restpotential einschließlich dem oben erwähnten kleinen Stromanstieg. Die Kurven gelten für eine Anode von 3»5 mm Durchmesser und eine Dreieckswellenform mit einer Abtastgeschwindigkeit von 2oo V/sec.A typical current-time waveform is shown in Figure 3, while a typical current-voltage difference (V anode -V reference) waveform is shown in FIG. The smaller curves show the return to the residual potential including that small increase in current mentioned above. The curves apply to an anode 3 »5 mm in diameter and a triangular wave shape with a scanning speed of 2oo V / sec.

Es ist zu erkennen, daß der Strom in jedem Durchgang auf einen Peak oder kritischen Strom I ansteigt, und da dieser Strom für die Bestimmung der Al0O -Konzentration wichtig ist, ist ein Speicher- und Vergleichskreis l4 mit einem Peakwertdetektor 15 «it dem Stromabtastkreis 12 verbunden.It can be seen that the current rises to a peak or critical current I in each cycle, and since this current is important for the determination of the Al 0 O concentration, a storage and comparison circuit 14 with a peak value detector 15 is provided Current sensing circuit 12 connected.

Das Ausgangs- oder Ausgabesystem (output system) kann jedes System sein, das abzutasten vermag, wenn das Stromsignal seinen Spitzenwert I erreicht hat, und einen Befehl erteilt, der diesen Spitzenstrom, das Spannungssignal in diesem Augenblick und das Stromintegral bis zu dieser Zeit vom Einschalten desThe output system can be any system that can sample when the power signal is present Peak value I has reached, and a command issued that this peak current, the voltage signal at that moment and the current integral up to this time from switching on the

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Stroms selektioniert und diese Werte auf einen geeigneten Bildspeicher oder ein Datenverarbeitungssystem überträgt.Current selected and these values to a suitable one Image memory or a data processing system.

In einem System werden Strom- und Spannungssignale auf einen elektronischen Computer übertragen, der in geeigneter Weise programmiert ist, das obige Abtasten, Verarbeiten und Speichern zu übernehmen.In one system, current and voltage signals are transmitted to an electronic computer in an appropriate manner is programmed to do the above scanning, processing and storing.

In einem anderen System, das in bequemer Weise' bei Installationen verwendet werden kann, die keinen Zugang zu elektronischen Computern oder Mikroverarbeitungsanlagen haben, werden die Signale in einer nachfolgend beschriebenen Art und Weise weiter verarbeitet.In another system that is convenient 'in installations can be used that do not have access to electronic computers or microprocessing equipment, the signals are processed further in a manner described below.

In diesem System werden die Strom- und Spannungssignale mit hoher Geschwindigkeit geprüft und in numerische Signale mit Hilfe eines Digital-Analog-Umsetzers zur Handhabung durch die nachfolgenden Operationen überführt. Das Stromsignal wird ebenfalls in ein Pulsfrequenzsignal mit Hilfe eines Spannungsfrequenzwandlers umgewandelt.In this system, the current and voltage signals are checked at high speed and converted into numerical signals Transferred with the help of a digital-to-analog converter for handling by the following operations. The current signal is also converted into a pulse frequency signal with the help of a voltage frequency converter.

Das Ausgangssignal vom D-A-Umsetzer entsprechend dem Wert der Stromsignalprobe wird zur vorübergehenden Speicherung auf einen Komparator übertragen. In diesem wird auch der höchste Wert des Stromsignals gespeichert, der bei der besonderen Abtastung aufgetreten ist.The output signal from the D-A converter corresponding to the value of the current signal sample is used for temporary storage transmit a comparator. This also stores the highest value of the current signal, which is the special one Sampling has occurred.

Ist ein späterer Wert des Stromeignale kleiner als der Wert im Komparator, erfassen mit dem Komparator verbundene logische Elemente den Abfall und geben Befehl: (l) Das höhere Stromsignal auf einenSpeicher/Sichtmodul, wie z.B. l6, zu übertragen; (2) den Augenblickswert des Stromintegrals, die Gesamtzahl der Pulse vom Spannungsfrequenzwandler darstellend, die vom Beginn des Stromflusses bis zu dem Augenblick erzeugt worden sind, aufIf a later value of the current signal is less than the value in the comparator, record logic connected to the comparator Elements the fall and give command: (l) The higher current signal to a memory / view module such as 16; (2) the instantaneous value of the current integral, the total number of Representing pulses from the voltage to frequency converter generated from the start of the current flow up to the moment on

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einen anderen Speicher/Sichtmodul, wie z. B. 19, zu übertragen; (3) den Wert des der Spannungsprobe in dem Augenblick entsprechenden Signale auf einen dritten Speicher/Sichtmodul, wie z.B. 2o, zu übertragen«another storage / viewing module, such as B. 19, to be transferred; (3) the value of the stress test at the moment to transmit corresponding signals to a third memory / vision module, such as 2o «

Sollte sich dieser Peak als ein IntermediMr-Peak erweisen, weil unerwünschte Signale in das System gelangen, wird der Stromvergleichskreis die höheren Werte weiter aussuchen, bis das absolute Maximum des Stromsignals erreicht ist. Auf diese Weise entsprechen die in den Speicher/Sichtmoduln enthaltenen Endwerte dem I1 der Spannung im Augenblick von I und dem Stromintegral vom Beginn des Stromflusses bis zum AugenblickIf this peak turns out to be an IntermediMr peak because unwanted signals get into the system, the current comparison circuit will continue to search for the higher values until the absolute maximum of the current signal is reached. In this way, the final values contained in the memory / display modules correspond to the I 1 of the voltage at the moment of I and the current integral from the beginning of the current flow up to the moment

von I · cfrom I c

Durch Kalibrieren der Anordnung für bekannte Gewichtskonzentrationen an AIgO- kann eine Eiohkurve der in Figur 5 dargestellten Form für jedes der EndausgangsSignaIe erhalten werden, nämlich für I , die Spannung in diesem Augenblick und das Stromintegral· Sb kann den von einem Bad unbekannter Konzentration erhaltenen Ausgangsanzeigen ein direkter Wert für die Aluminiumoxidkonzentration zugeschrieben werden· Dieser Vorgang kann manuell oder automatisch mit Hilfe eines Computers mit der Eichinformation durchgeführt werden· Der Computer seinerseits kann die Pause/Zufuhrzyklen der Zelle steuern, um in geeigneter Weise die Konzentration auf einen programmierten optimalen Konzentrationswert einzustellen·By calibrating the arrangement for known weight concentrations of AIgO-, an Eioh curve of the form shown in Figure 5 can be obtained for each of the final output signals, namely for I, the voltage at that moment and the current integral · Sb can be a direct value for the output obtained from a bath of unknown concentration the aluminum oxide concentration can be attributed · This process can be performed manually or automatically with the help of a computer can be performed with the calibration information · The computer, in turn, can control the pause / feed cycles of the cell to be in a suitable way to adjust the concentration to a programmed optimal concentration value

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Claims (1)

PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS 1.)Verfahren zum Bestimmen der Konzentration von gelösten Stoffen in kondensierten Systemen unter Verwendung einer Anordnung mit wenigstens einer Anode und einer Kathode, wonach der Anode und Kathode ein Spannungsanstieg erteilt wird, der die Spannung rasch wenigstens auf eine Höhe bringt, bei der ein Anodeneffekt an der Anode induziert wird, wenigstens der Wert des dem Strom entsprechenden Stroms erfaßt wird, bei welchem der Anodeneffekt eintritt, und die Konzentration des gelösten Stoffs aus dem Stromwert bestimmt wird.1.) Method for determining the concentration of solute Substances in condensed systems using an arrangement with at least one anode and one cathode, after which the anode and cathode are given a voltage rise which rapidly increases the voltage to at least one level brings, in which an anode effect is induced at the anode, at least the value corresponding to the current Current is detected at which the anode effect occurs, and the concentration of the dissolved substance is determined from the current value. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Beginn des Stromflusses bis zum Auftreten des Anodeneffekts in der Anode fließende Ladung bestimmt und dieser Wert in Verbindung mit dem Wert des dem Anodeneffekt des gelösten Stoffs entsprechenden Stroms verwertet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the charge flowing from the beginning of the current flow to the occurrence of the anode effect in the anode is determined and this Value related to the value of the current corresponding to the anode effect of the solute. 3· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bezugselektrode zusätzlich zur Anode und Kathode eingebracht und die Spannungsdifferenz zwischen der Bezugselektrode und der Anode zum Zeitpunkt des Auftretens des Anodeneffekts bestimmt und dieser Wert in Verbindung mit dem Wert des dem Anodeneffekt entsprechenden Stroms zur Bestimmung der Konzentration des gelösten Stoffs verwertet wird.3. Method according to claim 2, characterized in that a reference electrode is introduced in addition to the anode and cathode and the voltage difference between the reference electrode and the anode is determined at the time of the occurrence of the anode effect and this value in connection with the value of the current corresponding to the anode effect is used to determine the concentration of the dissolved substance. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis % dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsanstieg mit einer Rate von etwa 5o bis etwa 4oo V/sec gesteigert wird.4. The method according to any one of claims 1 to%, characterized in that the voltage rise at a rate of about 5o to about 4oo V / sec is increased. 5· Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der B 74225. Method according to claim 4, characterized in that the B 7422 509850/0905509850/0905 Spannungsanstieg mit einer Rate von etwa loo bis etwa 2oo V/sec gesteigert wird.Voltage rise is increased at a rate of about 100 to about 2oo V / sec. 6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem dar Ansprüche 1 bis 5t dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Meßanordnung mit wenigstens einer Anode und einer Kathode, mit der Anordnung verbundene Energiezufuhreinrichtungen zur Übermittlung eines Spannungsanstiegs auf die Anode, der rasch auf wenigstens eine solche Spannung steigert, bei welcher ein Anodeneffekt an der Anode induziert wird, und Einrichtungen zum Nachweis wenigstens des Maximalwerts des der Anode zugeführten und dem Strom, bei den der Anodeneffekt auftritt, entsprechenden Stroms, aus dem die Konzentration des gelösten Stoffs bestimmt werden kann, aufweist·6. Apparatus for carrying out the method according to any one dar claims 1 to 5 t, characterized in that it has a measuring arrangement with at least one anode and a cathode, energy supply devices connected to the arrangement for transmitting a voltage rise to the anode, which rapidly changes to at least one such voltage at which an anode effect is induced at the anode, and has means for detecting at least the maximum value of the current supplied to the anode and corresponding to the current at which the anode effect occurs, from which the concentration of the solute can be determined 7· Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung weiter eine Bezugselektrode aufweist und die Energiezuführeinrichtungen Einrichtungen zum Aufrechterhalten der Spannungsdifferenz zwischen der Steuer- und Bezugsanode innerhalb enger Grenzen der Potentialdifferenz zwischen der Steueranode und der Spannung eines Wellenformgenerators umfaßt.7. Device according to claim 6, characterized in that the arrangement further comprises a reference electrode and the energy supply devices means for maintaining the voltage difference between the control and Reference anode within narrow limits of the potential difference between the control anode and the voltage of a waveform generator. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiezuführeinrichtungen Einrichtungen zum Rückstellen der an der Anode angewandten Spannung auf die Ausgangsspannung, so daß ein Strom in der Anode während des Rückstellzyklus fließen kann, wodurch unerwünschte Abscheidungen an der Oberfläche der Anode, die sich während der Anwendung des Spannungsanstiegs an der Anode bilden, im wesentlichen entfernt werden, umfassen.8. Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that that the energy supply means means for resetting the voltage applied to the anode to the output voltage, so that a current in the anode during the Reset cycle can flow, creating unwanted deposits on the surface of the anode that are during the application of the voltage rise to the anode form, are essentially removed. B 7422B 7422 509850/0905509850/0905 9. Vorrichtung nach ρ ir· em der vorhergehenden Ansprüche 6 bis f», dadurch Kekernzeichnet, daß zur KrzeuÄun.c des Spannungsanstiegs ein WeI1enformgenerator mit einem Dreiecks- oder Sägeyahnausgang dient.9. Device according to ρ ir · em of the preceding claims 6 to f », characterized by the fact that for the abbreviation of the Voltage rise a waveform generator with a Triangular or saw tooth output is used. Io· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung eine von einem isolierenden Medium um,e ebene Anode, welches ihre Arbeitsfläche definiert, und eine Bezugselektrode aufweist.Io device according to one of claims 6 to 9, characterized characterized in that the arrangement has an insulating medium around, e planar anode, which is its working surface and has a reference electrode. 11. Vorrichtung nach eitjem der Ansprüche U bis 1o, dadurch gekennzeichnet, daß s.:I e zusätzlich !einrichtungen zur Bestimmung der in der Anode vom Re.erinn des Stromf 1 usses bis zum Stromwert, bei dem der Anodeneffekt eintritt, fließenden Ladung aufweist.11. The device according to any one of claims U to 1o, characterized in that s.:I e additionally has devices for determining the charge flowing in the anode from the beginning of the current flow to the current value at which the anode effect occurs . 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigungsrate des Spannungsanstiegs etwa *>ο bis etwa 4oo V/sec ist.12. Device according to one of claims 6 to 11, characterized in that the rate of increase of the voltage rise is approximately *> ο to approximately 4oo V / sec. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigungsrate etwa 1oo bis 2oo V/jgee ist.13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the rate of increase is about 1oo to 2oo V / jgee. B 7B 7 509850/0905509850/0905
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