DE2721939A1

DE2721939A1 - Messonde zum bestimmen der ionenkonzentration in fluessigkeiten

Info

Publication number: DE2721939A1
Application number: DE19772721939
Authority: DE
Inventors: Hans Rainer Trampert
Original assignee: Pfaudler Werke GmbH
Current assignee: Pfaudler GmbH
Priority date: 1977-05-14
Filing date: 1977-05-14
Publication date: 1978-11-23
Also published as: IT1104125B; DE2721939B2; DE2721939C3; US4166020A; FR2390726A1; IT7849143A0; GB1596117A; CH627848A5; LU79354A1; FR2390726B1; JPS53141694A; BE866519A; JPS6153659B2; DD136545A1; ES468920A1; NL7804697A; SE7805448L; NO781527L

Description

Anmelder: Pfaudler-Werke AG, D-J583O Schwetzingen

Meßsonde zum Bestimmen der Ionenkonzentration in Flüssigkeiten

Die Erfindung betrifft eine Meßsonde zum Bestimmen der Ionenkonzentration in Flüssigkeiten, insbesondere für pH-Messungen, entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer bekannten Meßsonde dieser Art (DT-PS

2 133 419) ist der die Meßsonde tragende rohrförmige Stahlkörper außen und innen emailliert und umgibt einen emaillierten, die Bezugselektrode tragenden stabförmigen Stahlkörper, dessen unteres Ende derart erweitert ist, daß zwischen den angrenzenden emaillierten Oberflächen der beiden Stahlkörper ein Schliffdiaphragma vorgesehen werden kann, über das die Bezugsfltissigkeit mit der Meßflüssigkeit in Verbindung gebracht wird. Derartige Meßsonden besitzen im Vergleich zu bekannten Einstabmeßketten mit Glaselektroden den Vorteil, daß sie mechanisch ausreichend stabil sind, so daß insbesondere eine Messung des pH-Werts in Chemieapparaten mit laufenden Rührwerken, in denen beträchtliche mechanische Belastungen auftreten, ermöglicht wird. Bei dem Einsatz von mechanisch empfindlichen Einstabmeßketten aus Glas ist es dagegen oft erforderlich, beispielsweise beim Einsatz in Rohr-

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leitungen mit höheren Strömungsgeschwindigkeiten oder in Flüssigkeiten hoher Viskosität oder Festkörperbeimischungen, spezielle Schutzvorrichtungen wie Schutzkörbe, Abweisbleche oder Drahtgitter vorzusehen, durch welche Schutzeinrichtungen eine verzögerte Anzeige, verfälschte Meßwerte oder in extremen Fällen auch eine Funktionsunfähigkeit der Einstabmeßketten verursacht werden können. Ein Nachteil der bekannten emaillierten Sonde ist jedoch darin zu sehen, dae sie aus emailliertechnischen Gründen nicht mit einem so kleinen Durchmesser wie beispielsweise 12 mm ausgebildet werden kann, um mechanisch empfindliche Einstabmeßketten mit einem derart kleinen Durchmesser ersetzen zu können.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine emaillierte Meßsonde der eingangs genannten Art unter möglichst weitgehender Vermeidung der genannten Nachteile und Schwierigkeiten derart zu verbessern, daß einerseits eine mechanisch stabile Konstruktion und andererseits eine möglichst kleine, mit den Abmessungen üblicher Einstabmeßketten vergleichbare Ausführungsform möglich ist, die einen vielfältigeren Einsatz derartiger Meßelektroden, unter anderem auch durch Verringerung der Herstellungskosten, ermöglicht. Diese Aufgabe wird bei einer Meßsonde der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst.

Ein besonderer Vorteil einer derartigen Einstabmeßkette im Vergleich zu bekannten Einstabmeßketten ist neben der angestrebten erhöhten mechanischen Stabilität darin zu sehen, daß ohne weiteres ein Austausch der Bezugselektrode durch Herausziehen und Hineinschieben einer verhältnismäßig billigen Bezugselektrode erfolgen kann, oder daß gewünschtenfalls eine andere Meßaufgabe durch Einsetzen einer anderen Elektrode, beispielsweise einer Redoxelektrode, gelöst werden kann. Durch eine Meßsonde gemäß der Erfindung kann deshalb nicht nur eine Einstabmeßkette mit Glaselektrode ersetzt werden, sondern durch die Austauschbarkeit ist auch eine vielfältigere Verwendbarkeit gegeben. Es sind insbesondere auch deshalb Kosteneinsparungen möglich, weil bei bekannten Einstabmeßketten wegen der nicht möglichen Austauschbarkeit des Verschleißteiles Bezugselektrode die gesamte Einstab-

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meßkette unbrauchbar wird. Ferner kann beim Gegenstand der Erfindung anstelle der Bezugselektrode ein Blindstopfen eingesetzt werden. Eine eingesetzte Elektrode kann auch die Meßelektrode sein, so daß dann die Emailelektrode als Bezugselektrode verwandt wird.

Anhand der zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert werden. Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt durch eine Meßsonde gemäß der Erfindung.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist: ein rohrförmiger Stahlkörper 1 vorgesehen, der auf seiner Außenseite und in einem inneren Endbereich durchgehend über die Randfläche des rohrförmigen Stahlkörpers emailliert ist und am rechten Endbereich eine ionensensitive emaillierte Meßelektrode 19 trägt, wie im folgenden noch näher erläutert werden soll. In dem rohrförmigen Stahlkörper 1 ist ein hohlzylindrischer Körper 2 aus Polytetrafluoräthylen eingesetzt, in dem die Elektrolytfüllung enthalten und in dem ein meßtechnisch mit der Emailelektrode in gewünschter Weise abgestimmtes Bezugselektrodensystem IO angeordnet ist. Das ein Diaphragma 11 beispielsweise aus Keramik enthaltende Ende dieses Körpers 2 ist als pilzförmiger Kopf 21 ausgebildet, dessen Kopfunterseite an der emaillierten Randfläche 22 des innen nur im Endbereich 23 emaillierten rohrförmigen Stahlkörpers 1 anliegt. Am rechten Ende des Körpers 2 ist gegenüberliegend dem emaillierten Endbereich 23 eine Umfangsnut ausgebildet, in der ein abdichtender O-Ring 12 sitzt. Durch die Ausbildung des pilzförmigen Kopfs 21 wird einerseits ermöglicht, daß der das Bezugselektrodensystem IO enthaltende hohlzylindrische Körper 2 aus Polytetrafluoräthylen einfach herausgezogen und hineingeschoben werden kann. Andererseits wird durch die an die emaillierte Randfläche 22 anliegende Kopfunterseite gewährleistet, daß das besonders stoßgefährdete Ende des emaillierten Stahlkörpers 1 zusätzlich geschützt ist.

Der rohrförmige Stahlkörper 1 besteht aus einem emaillierfähigen Stahl mit einer sehr niedrigen Wärmedehnung. Vor dem Emaillieren wird die Bohrung des rohrförmigen Stahlkörpers an dem Ende entlang einem Abstand aufgebohrt, der dem innen zu

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emaillierenden Endbereich entspricht, so daß sich nach dem Emaillieren ein zylindrischer Innenraum entlang der Länge des rohrförmigen Stahlkörpers ergibt, in den der hohlzylindrische Körper 2 aus Polytetrafluoräthylen gut geführt eingeschoben werden kann.

Das andere Ende des Körpers 2 ist durch einen Verschlußstopfen 8 aus Polytetrafluoräthylen verschlossen, der gegenüber der zylindrischen Innenwand des Körpers 2 durch einen O-Ring 9 und einer entsprechenden Ringnut abgedichtet ist. An diesem Ende des Stahlkörpers 1 ist ein metallischer Gewindeeinsatz 5 eingeschraubt, in den ein Kontaktstift 7 eingepreßt ist, der in einer Steckverbindung mit einer Steckbuchse 17 in dem Verschlußstopfen 8 steht.

Die äußere Emaillierung 20 weist einen als Meßelektrode 19 dienenden Bereich auf, der über eine Ableitung 18 mit einem Lötanschluß 16 verbunden ist. Die Ableitung 18 wird durch ein in die Emailschicht 20 eingebettetes Platinband gebildet.

Der maximale Außendurchmesser des emaillierten rohrförmigen Stahlkörpers 1 beträgt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel 12,5 mm, entspricht also dem Außendurchmesser handelsüblicher Glaselektroden. Über das linke Ende des sich dort verjüngenden rohrförmigen Stahlkörpers 1 ist eine durch einen 0-Ring 6 abgedichtete Abdeckhülse 4 aufgesetzt, an die eine Abschlußkappe 3 angrenzt, in deren Stirnfläche ein O-Ring 13 sitzt. Die Abschlußkappe 3 und die Abdeckhülse 4 bestehen zweckmäßigerweise z.B. aus glasfaserverstärktem Polytetrafluoräthylen. In den Bohrungen der Abdeckhülse und der Abschlußkappe sind ein Einbaustecker 15 und eine Schraubbuchse 14 , an die ein Kabel angelötet ist, zum Anschluß der Elektroden an ein Meßgerät angeordnet.

Eine derartige Konstruktion bietet auch den Vorteil, daß die konzentrisch im Innern des rohrförmigen Stahlkörpers 1 angeordnete Bezugselektrode elektrisch abgeschirmt ist und bezüglich ihrer Potentialdifferenz zur Meßelektrode so ausgelegt werden kann, daß der Kettennullpunkt bei einem vorgegebenen pH-Wert liegt. Vorzugsweise wird der Nullpunkt auf pH 7 festgelegt, da dies in der Praxis am häufigsten gewünscht wird.

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Claims

Patentansprüche

Meßsonde zum Bestimmen der Ionenkonzentration in Flüssigkeiten, insbesondere für pH-Messungen, bestehend aus einem emaillierten rohrförmigen Stahlkörper mit einer äußeren, als Meßelektrode dienenden Emailschicht, in den eine Bezugselektrode abdichtend eingesetzt ist, deren Elektrolyt über ein Diaphragma mit der Meßflüssigkeit in Verbindung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugselektrode aus einem Elektrolytgefäß in Form eines auswechselbar eingesetzten hohlzylindrischen Körpers (2) aus elektrisch isolierendem Material wie Polytetrafluoräthylen besteht, der ein Bezugselektrodensystem (10) und das Diaphragma (11) enthält, daß der rohrförmige Stahlkörper (1) innen nur in einem abdichtenden Endbereich (23) emailliert ist, und daß das eingesetzte Ende dieses Körpers (2) mit einem Kontakt (17) zum Anschluß der Bezugselektrode versehen ist.
2. Meßsonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ein Diaphragma (11) enthaltende Ende des Körpers (2) als pilzförmiger Kopf (21) ausgebildet ist.
3. Meßsonde nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem Einsatz (5) in dem rohrförmigen Stahlkörper (1) und der Bezugselektrode eine Steckverbindung (7, 17) vorgesehen ist.

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ORIGINAL INSPECTED
4. Meßsonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Stahlkörper (1) entlang der Länge des innen emaillierten Endbereichs (23) aufgebohrt ist.
5. Meßsonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der Bezugselektrode ein Blindstopfen abdichtend eingesetzt ist.

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