DE2753698C3 - Vorrichtung zum Bespannen eines polarographischen Messaufnehmers mit einer folienartigen Membran - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bespannen eines polarographischen Meßaufnehmers mit einer folienartigen Membran gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Polarographische Meßaufnehmer bestehen bekanntlich aus einem Elektrodensystem mit mindestens einer Anode und Kathode, das mit einer Elektrolytschicht bedeckt und gegen das zu messende Medium durch eine für das zu bestimmende Gas durchlässige, für den Elektrolyt aber undurchlässige Trennfolie isoliert ist. Als Werkstoffe für derartige Membranen eignen sich Kunststoffe, wie Polyäthylen, Polypropylen, Polytetrafluorethylen, Polyester, Silikonkautschuk und andere.

Da die Meßeigenschaften eines solchen Meßaufnehmers von der Schichtdicke des Elektrolyten und der Beschaffenheit der Trennmembran, insbesondere deren Stärke, abhängt, müssen gut reproduzierbare

ι ο und konstante Bedingungen für die Messungen vorgegeben sein. Die Trennfolie muß in gewissen Zeitabständen erneuert werden; dabei sollen sich aber die meßtechnischen Eigenschaften des Meßaufnehmers möglichst nicht ändern. Insbesondere gilt dies für die Schichtdicke des Elektrolyten und für die Foliendicke. Des weiteren muß die Befestigung die Membran am Meßauf nehmerkopf so gut abdichten, daß keine Elektrolytbrücke zu dem umgebenden Medium entstehen kann.

Bei den bisher gebräuchlichen Bespannungsverfahren werden aus dem Folienmaterial die erforderlichen Stücke ausgeschnitten oder ausgestanzt, und dieses Folienstück über die Stirnfläche des Meßaufnehmers gestülpt und mittels eines Klemmringes befestigt.

Bei dieser Aufbringmethode aus freier Hand treten jedoch Verspannungen in der Diffusionsmembran auf, die deren Dicke in unkontrollierbarer Weise veränder:... Bei weniger Geübten kann es beim Aufziehen der Folie zur Faltenbildung kommen. Dabei entstehen

jo Undichtigkeiten, die zu einem vorzeitigen Austrocknen des elektrochemischen Meßsystems und zu einer unerwünschten leitenden Verbindung zum umgebenden Medium führen. Hieran ist die bei diesen herkömmlichen Bespannverfahren unvermeidliche, zur Undichtigkeit führende Faltenbildung des Membranmatcrials an der Abdichtungszone schuld.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine mechanische Vorrichtung zum Bespannen des Meßaufnehmers zu schaffen, die ein gleichmäßiges Aufziehen der Folie bewirkt und einen möglichst gleichmäßigen Abstand zwischen ihr und der Stirnfläche des Meßaufnehmerkopfes erzielt, so daß die Schichtdicke des Elektrolyten immer gleich stark ist. Mit dieser Vorrichtung wird gleichzeitig die Folie durch einen Klemmring am Aufnehmer befestigt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.

Die Erfindung wird anhand einer mit der Figur dargestellten Ausführungsform näher beschrieben.

Die Figur zeigt einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Bespannvorrichtung mit dem Klemmring 1 und dem Meßaufnehmer 12.

Die Bespannvorrichtung hat als Gehäuse ein zylindrisches Rohr oder eine solche Hülse 7, woraus gleitend gelagert ein Spannknopf 2 herausragt. Der Spannknopf 2 ist in seinem Innern fest mit einem Innenrohr 3 verbunden, das vorzugsweise aus einem formbeständigen Kunststoff gefertigt ist. Am unteren Ende der Außenhülse 7 ist eine Führungsbuchse 6 für das Innenrohr 3 angebracht, die am Ende offen ist und dort einen zur äußeren Form des Aufnehmers 12, im wesentlichen komplementären Aufnahmeraum 6a für den letzteren hat. Zwischen der Außenhülse 7 und dem Innenrohr 3 befindet sich eine Rückholfeder 8, die sich zum einen auf einen in der Außenhülse 7 eingelassenen Anschlagring 9 abstützt und

zum anderen gegen den unteren Rand des Spannknopfes 2 drückt. Im Außenmantel des Innenrohres 3 ist in seinem unteren Teil ein Begrenzungsring 4 eingelassen, welcher den Hub des Innenrohres 3 auf den Abstand zwischen dem Anschiagring 9 und dem oberen Rand 5 der Führungsbuchse 6 beschränkt. Das Innenrohr 3 hat an seinem unteren Ende eine ringförmige Nut 10 zur Aufnahme des Klemmringes 1, der die Folie 11 auf dem Meßaufnehmer 12 fixiert. Im Innern des Innenrohres 3 befindet sich ein zylinderförmiger gleitend gelagerter Stempel 15, der durch eine Druckfeder 16 gegen einen Ansatz 17 im Innenrohr 3 gedrückt wird. Der Stempelkopf 18 am unteren Ende des Stempeis 15 ist aus einem weichen, elastischen Materia:, z. B. aus gummiartigem Kunststoff, Kautschuk oder ähnlichem, gefertigt.

Zum Bespannen des Meßkopfes 14 des Meßaufnehmers 12, mit Fuß 19, Schaft 13 und Meßkopf 14, mit der Trennfolie 11 wird zuerst der Klemmring 1 mit seinem oberen Kragen in die Führungsbuchse 6 eingesetzt und auf das untere Ende des Innenrohres 3 gesteckt, so daß sich sein oberer Kragen in die ringförmige Nut 10 des Innenrohres 3 einfügt. Danach wird die Bespannvorrichtung auf den auf seiner Meßfläche mit dem Elektrolyt benetzten und mit der Trennfolie 2ϊ 11 abgedeckten Meßaufnehmer 12 gestülpt. Dabei umschließt die Führungsbuchse 6 den Schaft 13 und den Fuß 19 des Aufnehmers 12. Wird nun der Spannknopf 2 betätigt, so drückt zuerst der Stempelkopf 18 auf die Trennfolie 11, wobei die überschüssige Elek- jo trolytlösung weggedrängt wird, danach wird der Klemmring 1 über den seitlich abstehenden Rand der Trennfolie 11 geschoben; dieser gleitet dann am zylinderförmigen Ansatz 14 des Meßaufnehmers 12 bis zum Ansatz des Schaftes 13 entlang. Dadurch wird y, die Trennfolie 11 über den Kopf 14 des Meßaufnehmers 12 gespannt. Der Stempel 15 drückt ν Ehrend des Bespannvorganges durch die Feder 16 mit seinem elastischen Kopf 18 gegen die Trennfolie 11 und sichert diese gegen Verrutschen und Verspannen. Der Klemmring 1 bleibt in dei Endlage mit dem Meßaufnehmer 12 verbunden und sichert so die Trennfolie 11 gegen Abgleiten bei der bestimmungsgemäßen Verwendung des Meßaufnehmers 12 zu polarographischen Messungen.

Die Bespannvorrichtung gemäß der Erfindung macht folglich vor allem von einer Rohr- oder Hülsenkombination 3, 6, 7 und einem darin axial verschiebbaren und federnd gegen den in das eine, offene Ende der Kombination eingesetzten Meßaufnehmer 12 drückbaren Stempel 15 Gebrauch. Dabei ist das zur Aufnahme des zu bespannenden Meßaufnehmers 12, der daraufgelegten Trennfolie 11 und des vorgesetzten Klemmringes 1 vorgesehene offene Ende 6a der Hülsenkombination komplementär zum bespannten, mit dem Klemmring 1 versehenen Meßaufnehmer 12 ausgebildet. Bei der beschriebenen Ausführungsform besteht die Hülsenkombination, die vorzugsweise eine hohlzylindrische Gestalt hat, aus der Außenhülse 7 mit der am offenen Ende vorgesetzten Führungsbuchse 6, aus dem Innenrohr 3 und schließlich auch aus dem im Zwischenraum zwischen der Außenhülse 7 und dem Innenrohr 3 axial verschiebbaren Spannknopf 2. Die in dem gleichen Zwischenraum angeordnete Rückholfeder 8 holt den Spannknopf 2 nach dem Bespannvorgang in die Ausgangslage zurück, während die Druckfeder 16 zum weichen, nachgiebigen Andrücken der Trennfolie 11 auf die Oberfläche des Meßkopfes 14 dient. Beim Bespannvorgang steht dann der untere Rand der Führungsbuchse 6 wie der zu bespannende Meßaufnehmer 12 auf einer ebenen Unterlage, die nicht gezeichnet ist.

Durch die erfindungsgemäße Bespannvorrichtung wird ein gleichmäßiges und faltenloses Aufziehen der Trennfolie und ihre Befestigung am Meßaufnehmer erreicht, wobei bei jedem Bespannvorgang eine reproduzierbare Foliendicke und ein gleichbleibender Abstand zwischen Trennfolie und Elektrode und damit eine reproduzierbare Elektrolytschichtdicke gewährleistet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Bespannen eines polarographischen Meßaufnehmers mit einer folienartigen Membran mittels eines über den mit der Membran bedeckten Meßkopf zu stülpenden Klemmringes, gekennzeichnet durch eine Kombination (3,6,7) koaxial ineinander gefügter Rohre oder Hülsen, mit einer unteren Öffnung (6a) zur Aufnahme des mit der Membran (11) bespannten und mit dem Klemmring (1) versehenen Meßaufnehmers (12, 13, 14) beim Bespannvorgang, und durch einen in der Hülsenkombination (3, 6, 7) in axialer Richtung federnd gegen den in der Öffnung (6a) eingesetzten Meßaufnehmer (12,13,14) nebst vorgesetzter Membran (11) und vorgesetztem Klemmring (1) verschiebbaren Stempel (15).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kombination der Rohre oder Hülsen aus

a) einer hohlzylinderförmigen Außenhülse (7) mit einer Führungsbuchse (6),

b) einem in der Außenhülse (7) gleitbar gelagerten Spannknopf (2),

c) einem Innenrohr (3), das im Spannkopf (2) befestigt ist, mit einer am unteren Ende befindlichen ringförmigen Nut (10) zum Aufstecken des Klemmringes (1),

d) einer Rückholfeder (8) zwischen Außenhülse (7) und Innenrohr (3) zum Spannen des Spannknopfes (2), die sich auf einem in der Außenhülse (7) eingelassenen Anschlagring (9) abstützt,

e) einem im unteren Teil des Innenrohres (3) eingelassenen Begrenzungsring (4), der den Hub des Innenrohres (3) vorgibt, besteht, daß

f) der Stempel (15) zylinderförmig und gleitend im Innenrohr (3) gelagert ist, und daß

g) eine im Innenrohr (3) gelagerte Druckfeder (16) zwischen dem Stempel (15) und dem Innenboden des Spannknopfes (2), die den Stempel (15) gegen einen Ansatz (17) im Inneren des Rohres (3) drückt, vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch einen am unteren Ende des Stempels (15) angebrachten Stempelkopf (18) aus weichem, elastischem Material.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (3) aus einem formbeständigen Kunststoff besteht.