DE2721939B2

DE2721939B2 - Meßsonde zum Bestimmen der Ionenkonzentration in Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE2721939B2
Application number: DE2721939A
Authority: DE
Inventors: Hans Rainer 6836 Oftersheim Trampert
Original assignee: Pfaudler Werke GmbH
Current assignee: Pfaudler GmbH
Priority date: 1977-05-14
Filing date: 1977-05-14
Publication date: 1981-01-22
Also published as: IT1104125B; JPS53141694A; NL7804697A; ES468920A1; LU79354A1; IT7849143A0; FR2390726A1; SE7805448L; NO781527L; DE2721939A1; GB1596117A; BE866519A; US4166020A; DD136545A1; DE2721939C3; FR2390726B1; CH627848A5; JPS6153659B2

Description

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 (DE-PS 33 419) 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 ema liierten Oberflächen der beiden Stahlkörper ein Schliffdiaphragma vorgesehen werden kann, über das die Bezugsflüssigkeit 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 Rohrleitungen 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 extiemen Fällen auch eine Funktionsunfähigkeit der Einsiabmeßketten verursacht werden können. Ein Nachteil der bekannten emaillierten Sonde ist jedoch darin zu sehen, daß 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, und daß insbesondere im Bereich des Schliffdiaphragmas die angrenzenden Emailoberflächen genau aneinander

is angepaßt werden müssen, welche Bearbeitung praktisch nur beim Hersteller möglich ist

Die Konstruktionen anderer bekannter Meßsonden, die beispielsweise als Bezugselektrode eine Kalomelelektrode enthalten und die insbesondere so ausgebildet werden könnten, daß eine Auswechslung der Bezugselektrode durch den Benutzer mit einem gewissen Aufwand möglich wäre, sind dagegen nicht ohne weite^res auf emaillierte Meßsonden der eingangs genannten Art zu übertragen, weil die bekannten Konstruktionen eine gegen aggressive Medien korrosionsbeständige Emaillierung nicht ermöglichen.

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 Vorteilhafte Weiterbildungen der

Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

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, wobei insbesondere keine Nachbearbeitung des emaillierten Stahlkörpers erforderlich ist, oder daß gewUnschtenfalls eine andere Meßaufgabe durch

so 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 Verschleißteils Bezugselektrode die gesamte Einstabmeßkette 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.

es 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 Ober die Randfläche des rohrförmigen Stahlkörpers 1 emailliert ist und am rechte/; Endbereich eine ionensensitive emaillierte Meßelektrode 19 trägt, wie im folgenden noch näher erläutert werden soll In dem rohrförmigen Stahlkörper 1 ist ein hohlrylindrL-cher Körper 2 aus Polytetrafluorethylen eingesetzt, in dem die ElekjToIytfüllung enthalten und in dem ein meßtechnisch mit der Emailelektrode 19 in gewünschter Weise abgestimmtes Bezugselektrodensystem 10 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 10 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 stoßge fährdete 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 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 124 mm, entspricht also dem Außendurchmesser handelsüblicher Glaselektroden. Über das linke Ende des sich dort verjüngenden rohrförmigen Stahlkörpers 1 ist eine durch einen O-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 4 und der Abschlußkappe 3 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 festge'egt, da dies in der Praxis am häufigsten gewünscht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. 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 in eine koaxiale Lage eingesetzt ist, deren Elektrolyt über ein Diaphragma mit der Meßflüssigkeit in Verbindung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Stahlkörper (1) innen nur in einem abdichtenden Endbereich (23) emailliert ist, durch den eine Bezugselektrode eingeschoben ist, die aus einem Elektrolytgefäß in Form eines hohlzylindrischen Körpers (2) aus elektrisch isolierendem Material wie Polytetrsiluoräthylen besteht, dessen Außendurchmesser etwa gleich dem Innendurchmesser des rohrförmigen Stahlkörpers (1) ist und der ein Elektrodensystem (10) und das Diaphragma (11) enthält, und daß das eingesetzte Ende des hohlzylindrischen Körpers (2) mit einem Steckkontakt (17) zur lösbaren Halterung der Bezugselektrode versehen ist

2. Meßsonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das das Diaphragma (U) enthaltende Ende des hohlzylindrischen Körpers (2) als pilzförmiger Kopf (21) ausgebildet ist

3. Meßsonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Stahlkörper (1) entlang der Länge des innen emaillierten Endbereichs (23) aufgebohrt ist

4. Meßsonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der Bezugselektrode ein Blindstopfen oder eine Redoxelektrode abdichtend eingesetzt ist

5. Meßsonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des rohrförmigen Stahlkörpers (1)12^ mm beträgt.