DE2618738C3 - Elektrodenanordnung zur potentiometrischen Analyse - Google Patents
Elektrodenanordnung zur potentiometrischen AnalyseInfo
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- DE2618738C3 DE2618738C3 DE19762618738 DE2618738A DE2618738C3 DE 2618738 C3 DE2618738 C3 DE 2618738C3 DE 19762618738 DE19762618738 DE 19762618738 DE 2618738 A DE2618738 A DE 2618738A DE 2618738 C3 DE2618738 C3 DE 2618738C3
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/4035—Combination of a single ion-sensing electrode and a single reference electrode
Description
20
Die Erfindung betrifft eine Elektrodenanordnung zur potentiometrischen Analyse von Flüssigkeiten mit einer
ionenselektiven Meßelektrode und einer Bezugselektrode, welche in eine Meßlösung eintauchbar sind, und
aus einem Hohlkörper mit einem darin enthaltenen Bezugshalbelement bestehen, und einem mit den beiden
Meßelektroden zu einem kompakten Bauteil vereinigten Impedanzwandler.
Bei einer Elektrodenanordnung der eingangs beschriebenen Art zur pH-Bestimmung (DE-OS 16 73 178)
ist es bereits bekannt, in die M^ßelektrode einen
Feldeffekttransistor einzubauen, dessen Gate-Elektrode mit dem Halbelement verbunden -ist und dessen
drain-EIektrode und Source-Elektrode über Drähte
nach außen geführt sind. Diese Source-Elektrode ist mit dem nicht-invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers
verbunden. Die drain-EIektrode ist mit dem einen festen Anschluß eines Potentiometers verbunden, w
dessen anderer fester Anschluß an Masse liegt. Das Halbelement der Bezugselektrode liegt am Abgriff des
Potentiometers. Der invertierende Eingang des Operationsverstärkers liegt ebenfalls über ein Potentiometer
an Masse. Da die Spannungsdifferenz zwischen den beiden Halbelementen auftritt, wird durch den allein mit
dem Halbelement der Meßelektrode verbundenen Feldeffekttransistor noch nicht die gewünschte Umwandlung
der zwischen den beiden Halbelementen vorhandenen hohen Impedanz erreicht Es ist deshalb >o
noch ein Nachgleich über mehrere Potentiometer erforderlich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Elektrodenanordnung der eingangs beschriebenen Art
zwecks der Vermeidung des schädlichen Einflusses von ">">
Schaltkapazitäten und zur Schaffung definierter und nicht nachkorrigierbarer Verhältnisse noch kleiner um
kompakter zu gestalten.
Die Erfindung ist dadurch gelöst, daß der Impedanzwandler in integrierter planarer Schaltungstechnik wi
derart ausgeführt ist, daß die beiden Halbeiemenite direkt auf die den Eingangselektroden entsprechenden
Inseln aufgesetzt sind, und daß die Inseln mit einer Metallschicht bedeckt sind, welche aus demselben
Material besteh t, wie die Halbelemente. ' ■
Die Ausführung des Impedanz-Wandlers in integrierter
planarer Schtiltungstechnik hat den Vorteil, daß die Anschlußkontaki.e für den invertierenden und den
nicht-invertierenden Eingang in einer Ebene eng beieinander liegen. Der Abstand der Eingangskontakte
kann beim Entwurf des Planarmodells entsprechend dem notwendigen oder gewünschten Abstand der
Halbelemente gewählt werden. Die Halbelemente können dementsprechend unter äußerst kurzer Leitungsführung
mit den erwähnten Eingangskontakten verbunden werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 einen Schnitt durch die Elektrodenanordnung;
Fig.2 eine vergrößerte Darstellung von Fig. 1,
welche die Ausführung des Impedanz-Wandlers in integrierter planarer Technik erkennen läßt
Die in Fig. 1 dargestellte Elektrodenanordnung zur poientiometrischen Analyse besteht aus einem eine
Meßlösung 2 enthaltenden Behälter 1. In die Meßlösung 2 sind eine Bezugselektrode und eine Meßelektrode
eingetaucht
Die Bezugselektrode besteht aus einem Glashohlkörper 3, der im eingetauchten Bereich eine trichterartige
Öffnung 4 und einen eingepaßten konischen Glasstopfen 5 aufweist Der mit dem Stopfen 5 verschlossene
Trichter 4 bildet einen sog. Stromschlüssel, durch den Ionen hindurchwandern können.
In dem Hohlkörper 3 befindet sich eine Innenlösung 6, in die ein Halbelement 7 eintaucht Dieses besteht aus
Silber und ist mit einer Schicht Silberchlorid bedeckt Das Halbelement 7 bildet mit der Innenlösung 6 eine
sog. unpolarisierbare Einheit
Die Meßelektrode besteht aus einem Glashohlkörper 11, der im eingetauchten Bereich eine öffnung aufweist,
die mit einer ionensensitiven Membran 12 verschlossen ist Diese Membran 12 spricht nur auf bestimmte Arten
von Ionen an. In dem Hohlkörper 11 befindet sich wiederum eine Innenlösung 13, welche mit einem
Halbelement 14 eine unpolarisierbare Einheit bildet
Die beiden Glashohlkörper 3, 11 sind zu einem einzigen Glashohlkörper 20 mit gemeinsamer Trennwand
18 vereinigt
Das an dem Halbelement 14 auftretende Potential ist eine Funktion der Konzentration der in der Meßlösung
2 befindlichen Ionen, auf die die ionensensitive Membran 12 anspricht. Auch an dem Halbelement 7 der
Bezugselektrode steht ein Potential. Gemessen werden soll die Differenz der Potentiale, die an den Halbelementen
7 und 14 entstehen.
In dem gemeinsamen Glashohlkörper 20 befindet sich oberhalb der Bezugselektrode und der Meßelektrode
ein Impedanz-Wandler 123. Dieser ist durch seine Anordnung in dem Glashohlkörper 20 mit den beiden
Elektroden zu einem kompakten Bauteil vereinigt worden. Die Halbelemente 7 und 14 sind mit den
Eingangsanschlüssen des als Operations-Verstärkers ausgebildeten Impedanz-Wandlers 123 in noch zu
beschreibender Weise auf kürzestmöglichen Wege verbunden. Er weist bekanntlich einen invertierenden
und einen nicht-invertierenden Eingang auf. Beide Eingänge sind sehr hochohmig. Der Ausgang ist
niederohmig, der Verstärkungsgrad ist hoch. Der Impedanzwandler 123 erhält zwei symmetrische
Versorgungsgleichspannungen + Lfound — Ub-
In Fig.2 ist nur der vordere Teil des Impedanz-Wandlers
123 gezeigt. Er ist in integrierter Planartechnik ausgeführt. Die beiden Eingänge sind von zwei
MOS-FET 126, 127 gebildet. Es soll hier nur der Transistor 126 beschrieben werden.
In ein n-Substrat 128 sind zwei p-Inseln 129, 130
eindotiert, zwischen denen sich ein p-Kanal 131
erstreckt Die p-Inseln 129,130 und der/>-Kanal 131 sind
von einer Siliciumdioxydschicht 132 bedeckt Ober dem
p-Kanal 131 ist auf die Siliciumdioxydschicht 132 eine Silberschicht aufgedampft, die den gate-Kontakt bildet.
Auf diesen ist direkt das Halbelement 14 aufgesetzt, welches ebenfalls aus Silber besteht und außen mit einer
Silberchloridschicht bedeckt ist Das Halbelement 14 kann auch weggelassen werden, so daß die aufgedampfte Silberschicht nach Bedeckung mit Silberchlorid und
bei Kontakt mit der Innenlösung selbst als Halbelement
wirkt Von der p-Insel 130 ist ein source-Anschlußkontakt durch die Siliciumdioxydschicht 132 hindurchgeführt Von dor /pinsel 129 ist ein drain-Anschlußkontakt
durch die Siliciumdioxydschicht 132 hindurchgeführt Die weiteren Verbindungen des source-Anschlußkontaktes und des drain-Anschlußkontaktes sind der
Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt Wesentlich ist hier, daß das Halbelement 14 direkt auf die den
gate-Kontakt bildende Metallschicht 132, d. h- also ohne
Zwischenleitung aufgesetzt ist Die Verhältnisse bei dem Feldeffekttransistor 127 sind analog.
Claims (1)
- Patentanspruch:26ii 18Elektrodenanordnung zur potentiometriscliien Analyse von Flüssigkeiten mit einer ionenselektiven Meßelektrode und einer Bezugselektrode, welche in eine Meßlösung eintauchbar sind und aus einem Hohlkörper mit einem darin enthaltenen Bezugshalbelement bestehen, und einem mit den beiden Meßelektroden zu einem kompakten Bauteil vereinigten Impedanzwandler, dadurch gekennzeichnet, daß der Impedanzwandler in integrierter planarer Schaltungstechnik derart ausgeführt ist, daß die beiden Halbelemente (7, 14) direkt auf die den Eingangselektroden entsprechenden Inseln aufgesetzt sind, und daß die Inseln mit einer Metallschicht (132) bedeckt sind, weiche .aus demselben Material besteht, wie die Halbelemente (7,14).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19762618738 DE2618738C3 (de) | 1976-04-28 | 1976-04-28 | Elektrodenanordnung zur potentiometrischen Analyse |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19762618738 DE2618738C3 (de) | 1976-04-28 | 1976-04-28 | Elektrodenanordnung zur potentiometrischen Analyse |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2618738A1 DE2618738A1 (de) | 1977-11-10 |
DE2618738B2 DE2618738B2 (de) | 1979-01-25 |
DE2618738C3 true DE2618738C3 (de) | 1979-10-04 |
Family
ID=5976559
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19762618738 Expired DE2618738C3 (de) | 1976-04-28 | 1976-04-28 | Elektrodenanordnung zur potentiometrischen Analyse |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0080753A1 (de) * | 1981-11-10 | 1983-06-08 | FISONS plc | Messvorrichtung und Methode |
DE3513759A1 (de) * | 1985-04-17 | 1986-10-23 | Bayer Diagnostic & Electronic | Sensorvorrichtung |
DE4417665A1 (de) * | 1994-05-20 | 1995-11-30 | Testo Gmbh & Co | Meßanordnung zur Untersuchung gasförmiger Medien |
-
1976
- 1976-04-28 DE DE19762618738 patent/DE2618738C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2618738B2 (de) | 1979-01-25 |
DE2618738A1 (de) | 1977-11-10 |
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