DE2753811C3

DE2753811C3 - Device for measuring the state and / or the composition of an atmosphere

Info

Publication number: DE2753811C3
Application number: DE19772753811
Authority: DE
Inventors: Herbert 8121 Paehl Duerner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-12-02
Filing date: 1977-12-02
Publication date: 1980-12-11
Also published as: DE2753811A1; DE2753811B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device according to the preamble of claim 1.

Bei einer Vorrichtung zum Messen des Zustands und/oder der Zusammensetzung der einen Elektrolyten umgebenden Atmosphäre anhand der Leitfähigkeit des Elektrolyten ist es bekannt, den Mikrofilter aus einer gasdurchlässigen Folie in Form einer Kappe zu fertigen und diese Kappe so ouf dem Träger zu befestigen, daß sie die auf dem Träger angeordneten Elektroden und den ebenfalls auf dem Träger in dünner Schicht aufgetragenen und die Elektroden benetzenden Elektrolyten nach Art einer Haube abgedeckt und gegen die Atmosphäre insofern abschirmt, als nur ein Gasaustausch zwischen dem von dem Mikrofilter und dem Träger umgrenzten Raum und der äußeren Atmosphäre möglich ist, das Eindringen von Festkörpern, insbesondere Staub, in den Bereich des Elektrolyten jedoch vermieden wird. Das Befestigen des kappenartigen Mikrofilters auf dem aus einem elektrisch isolierenden Material bestehenden Träger erfolg* dadurch, daß derIn a device for measuring the state and / or the composition of one electrolyte surrounding atmosphere based on the conductivity of the electrolyte, it is known to the microfilter from a to manufacture gas-permeable film in the form of a cap and to fasten this cap so on the carrier that they the electrodes arranged on the carrier and the electrodes likewise on the carrier in a thin layer applied and the electrodes wetting electrolyte covered in the manner of a hood and against the The atmosphere shields, as only a gas exchange between that of the microfilter and the Carrier bounded space and the external atmosphere is possible, the penetration of solids, in particular Dust, however, is avoided in the area of the electrolyte. Attaching the cap-like Microfilters on the carrier made of an electrically insulating material result * in that the

«o Mikrofilter mit seinem nach unten gerichteten Rand mittels eines geeigneten Klebers stumpf auf dem Träger aufgeklebt wird.«O Microfilter with its edge pointing downwards using a suitable adhesive butt on the carrier is glued on.

Da der zu einer Kappe verformte Mikrofilter einen Durchmesser von wenigen Millimetern aufweist und aus einer äußerst dünnen Folie besteht ist er in seiner Form verhältnismäßig labil, so daß das Aufkleben auf den Träger nur dann zu einer dichten Verbindung zwischen dem Mikrofilter und dem Träger führt, wenn so viel Klebstoff verwende! wird, daß der stumpf aufgesetzte Rand, der sich wegen des labilen Zustands dieses Körpers nicht an allen Stellen in der gleichen Ebene befindet, vollständig in den Klebstoff eintauchen kann, der am Rand des Mikrofilters einen Wulst nach Art einer Schweißraupe bildet. Hierdurch ist es nicht möglich, die den Mikrofilter bildende Kappe in ihrem Durchmesser so klein zu gestalten, daß er den in Form einer Kreisfläche aufgetragenen Elektrolyten eng umgrenzt, da vermieden werden soll, daß der Klebstoff mit dem Elektrolyten in Berührung kommt. Über diesen Mikrofilter wird dann ein Schutzgehäuse gesetzt, das einen mechanischen Schutz darstell· und siebartige öffnungen für den freien Gasaustausch aufweist. Dieses Schutzgehäuse wird ebenfalls auf dem Träger aufgeklebt und muß einen gewissen Abstand zum Mikrofilter aufweisen, damit dieser beim Aufsetzen des Schutzgehäuses nicht verformt oder durch den verwendeten Kleber beeinträchtigt wird. Dies führt, insbesondere dann, wenn noch ein chemischer Filter in demSince the microfilter, shaped into a cap, has a diameter of a few millimeters and is made of consists of an extremely thin film, it is relatively unstable in shape, so that sticking to the Carrier only leads to a tight connection between the microfilter and the carrier if so much Use glue! becomes that the blunt applied edge, which is because of the unstable state of this Body is not in the same plane at all points, can be completely immersed in the adhesive, which forms a bead like a weld bead on the edge of the microfilter. It is not because of this possible to make the microfilter forming cap so small in diameter that it has the shape a circular area applied electrolyte, since it should be avoided that the adhesive comes into contact with the electrolyte. A protective housing is then placed over this microfilter, which represents a mechanical protection and has sieve-like openings for the free gas exchange. This Protective housing is also glued to the carrier and must be a certain distance from the microfilter have so that it is not deformed when the protective housing is put on or by the used Adhesive is affected. This leads, especially if there is still a chemical filter in the

Schutzgehäuse zum Schutz des Elektrolyten gegen chemische Veränderung verwendet wird, zu beträchtlichen Abmessungen, da der chemische Filter, welcher an der Innenseite des Schutzgehäuses unter den Sieböffnungen befestigt wird, ebenfalls einen gewissen Sicherheitsabstand zu dem Mikrofilter aufweisen muß. Verformungen des Mikrofilters können nämlich dazu führen, daß dieser oder zumindest abstehende Fasern mit dem Elektrolyten in Berührung kommen, wodurch seine Oberfläche und damit das Meßergebnis verändert werden. Da der Mikrofilter aus einem Werkstoff besteht, dessen Oberfläche Fuseln aufweisen bzw. mit Fuseln behaftet sein kann, kann es bei der Verformung des Mikrofilters zu einer Kappe und der anschließenden Handhabung während des Aufklebens auf den Träger ohne weiteres vorkommen, daß sich feinste Fasern lösen, die nach innen vorstehen und den Elektrolyten berühren. Außerdem ist es schwierig, den leicht verformbaren Mikrofilter während der Herstellung der Vorrichtung vom Staub und sonstigen anhaftenden Fremdkörpern zu befreien, da die Handhabung dieses kappenartigen Mikrofilters wegen seiner geringen Größe und der labilen Form äußerst schwierig ist. Es besteht daher die Gefahr, daß nicht alle Verunreinigungen von der Innenseite des Mikrofilters entfernt werden können. Diese noch anhaftenden Verunreinigungen können sich aber nach dem Aufbringen des Mikrofilters auf den Träger lösen und in den Elektrolyten gelangen, was zu einer Veränderung desselben und damit zu einer Beeinträchtigung des Meßergebnisses führt. Durch das JO verhältnismäßig große Schutzgehäuse, wird innerhalb desselben ein unnötig großes Totvolumen geschaffen, so daß die Ansprechzeit der Meßvorrichtung bei Änderungen der Zusammensetzung der zu messenden Umgebung, beispielsweise bei Änderungen des Feuchtigkeitsgehaltes, verhältnismäßig groß ist. Dies hängt damit zusammen, daß bei einem großen Totvolumen wesentlich mehr Zeit vergeht, bis der auf Grund des hohen Gasvolumens mehr Zeit beanspruchende Gasaustausch bzw. Gaswec^isel so weit abgeschlossen ist, daß die den Elektrolyten unmittelbar berührende Atmosphäre derjenigen entspricht, deren Eigenschaft mit der Meßvorrichtung erfaßt werden soll. Bei Verwendung eines chemischen Filters führt aber ein erhöhter Gasmengenwechsel zu einem rascheren Verbrauch der aktiven Substanz. Außerdem hängt die Zeit*, erzögerung auch noch damit zusammen, daß die gesamte Masse der Meßvorrichtung auf die Temperatur der zu überprüfenden Atmosphäre gebracht werden muß, was mit immer größer werdender Masse tu immer größeren Zeitverzögerungen führt.Protective housing used to protect the electrolyte against chemical change is too considerable Dimensions, as the chemical filter, which is on the inside of the protective housing under the sieve openings is attached, must also have a certain safety distance to the microfilter. Deformations of the microfilter can namely lead to this or at least protruding fibers come into contact with the electrolyte, which changes its surface and thus the measurement result will. Since the microfilter is made of a material, the surface of which has fluff or with May be affected by fuzz, it can be the deformation of the microfilter into a cap and the subsequent Handling during gluing on the carrier easily happen that the finest fibers that protrude inward and touch the electrolyte. Besides, it's difficult to do that easily deformable microfilter during the manufacture of the device from dust and other adhering Free foreign bodies, as the handling of this cap-like microfilter because of its low Size and the unstable shape is extremely difficult. There is therefore a risk that not all impurities can be removed from the inside of the microfilter. These still clinging impurities but can dissolve after the microfilter has been applied to the carrier and get into the electrolyte, which leads to a change in the same and thus to an impairment of the measurement result. Through the JO relatively large protective housing, an unnecessarily large dead volume is created within it, so that the response time of the measuring device in the event of changes in the composition of the environment to be measured, for example, when the moisture content changes, is relatively large. This depends on it together that with a large dead volume it takes considerably more time until the due to the high Gas volume more time consuming gas exchange or Gaswec ^ isel is so far completed that the Electrolyte directly contacting atmosphere corresponds to that whose property with the measuring device should be detected. When using a chemical filter, however, there is an increased change in the amount of gas to a faster consumption of the active substance. In addition, the time * depends, and so does delay together with the fact that the entire mass of the measuring device on the temperature of the to be checked Atmosphere has to be brought, what with increasing mass do ever greater time delays leads.

Aufgabe der Erfindung is', es, eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art so zu verbessern, daß die Abmessungen und damit das eingeschlossene Totvolumen und die Gesamtmasse der Meßvorrichtung wesentlich verringert werden können und daß trotz der Verkleinerung der Abmessungen eine serienmäßige maschinelle Fertigung ermöglicht, Moritagefehler weitgehend ausgeschaltet werden können und die Gleichwertigkeit der hergestellten Vorrichtungen &o untereinander gewährleistet werden kann.The object of the invention is to provide a device of the im To improve the preamble of claim 1 specified type so that the dimensions and thus the enclosed dead volume and the total mass of the measuring device can be significantly reduced and that in spite of the reduction of the dimensions a serial machine production is possible, Moritage error can be largely eliminated and the equivalence of the devices manufactured & o can be guaranteed among each other.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the features of the characterizing part of claim 1.

Der grundsätzliche Erfindungsgedanke, der zur Lösung dieser Aufgabe führt, besteht nach der Erfindung darin, den ivlikrofilter fest mit dem Schutzgehäuse zu verbinden, s>c daß eine feste, gegenseitig unverschiebbare Einheit entsteht: das Gehäuse bildet so eine Fassung für den labilen Mikrofilter und hält diesen in einer stabilen Lage zum Elektrolyten. Da dieses Verbinden des Mikrofilters mit dem Schutzgehäuse vor dem Aufbringen desselben auf dem Träger erfolgen kann und auch zweckmäßigerweiae erfolgt, ist es möglich, diesen Mikrofilter wegen der sich ergebenden festen Einbaulage innerhalb des Gehäuses nachträglich sorgfältig zu reinigen und erst dann das Schutzgehäuse zusammen mit dem fest mit ihm verbundenen Mikrofilter auf den Träger aufzusetzen und mit diesem zu verbinden. Da das Schutzgehäuse aus einem steifen Werkstoff, beispielsweise Metall, gefertigt ist, können Verformungen desselben und insbesondere des Mikrofilters beim Aufbringen des Schutzgehäuses auf den Träger nicht mehr eintreten. Hierdurch ist es möglich, den Elektrolyten mit geringem Abstand zu umgeben und den Mikrofilter in sehr geringer Höhe über dem Elektrolyten anzuordnen, da nicht mehr mit der Gefahr von Verformungen zu rechnen ist, weil der Mikrofilter mit festem und gleichbleibendem Abstand zum Elektrolyten sicher in dem Gehäuse gehaltei¹. aL Da ein steifes Schutzgehäuse mit dem Träger leichter zu verbinden ist, als dies bei der labilen Kappe des bekannten Mikrofilters der Fall war, und ein steifes Gehäuse auch eine exakt bearbeitete Verbindungsfläche aufweist, muß nicht m/t einem Überschuß an Klebstoff gearbeitet werden, wodurch die Gefahr, daß Klebstoff in den Bereich des Elektrolyten gelangt, vermieden ist Dies ermöglicht obendrein den allseitigen Sicherheitsabstand zum Elektrolyten und damit das Totvoiumen innerhalb des Schutzgehäuses zu verringern, wobei der größere Einfluß auf die Verringerung sich aus der Verringerung des Höhenabstandes zwischen Elektrolyten und Mikrofilter ergibt. Dieses geringe Totvoiumen führt zu einer rascheren Ansprechzeit der Meßvorrichtung, da bei einer Änderung der Atmosphäre in der Umgebung der Meßvorrichtung geringere Mengen an Gas zwischen der Atmosphäre und der den Elektrolyten unmittelbar umgebenden Kammer ausgetauscht werden müssen. Da bei Verwendung eines chemischen Filters diese Gasmenge durch den chemischen Filter hindurch muß und die Lebensdauer desselben von der durchgesetzten Gasmenge abhängt, wird die Standzeit des chemischen Filters verlängert.The basic idea of the invention that leads to the solution of this problem, according to the invention, is to firmly connect the ivlikrofilter to the protective housing, s> c that a solid, mutually immovable unit is created: the housing thus forms a holder for the unstable microfilter and holds it this in a stable position to the electrolyte. Since this connection of the microfilter with the protective housing can take place before the same is applied to the carrier and is also expediently done, it is possible to carefully clean this microfilter afterwards because of the resulting fixed installation position within the housing and only then to clean the protective housing together with the fixed to put with it connected microfilter on the carrier and to connect with this. Since the protective housing is made of a rigid material, for example metal, deformations of the same and in particular of the microfilter can no longer occur when the protective housing is applied to the carrier. This makes it possible to surround the electrolyte with a small distance and to arrange the microfilter at a very low height above the electrolyte, since the risk of deformation is no longer to be expected because the microfilter is securely in the housing with a fixed and constant distance from the electrolyte salary ¹ . aL Since a rigid protective housing is easier to connect to the carrier than was the case with the unstable cap of the known microfilter, and a rigid housing also has a precisely machined connection surface, there is no need to work with an excess of adhesive, which means the risk of adhesive getting into the area of the electrolyte is avoided.This also makes it possible to reduce the all-round safety distance to the electrolyte and thus the dead space within the protective housing, the greater influence on the reduction resulting from the reduction in the height distance between the electrolyte and the microfilter . This low dead volume leads to a faster response time of the measuring device, since when the atmosphere in the vicinity of the measuring device changes, smaller amounts of gas have to be exchanged between the atmosphere and the chamber immediately surrounding the electrolyte. Since this amount of gas must pass through the chemical filter when using a chemical filter and the service life of the same depends on the amount of gas passed through, the service life of the chemical filter is extended.

Durch die Schaffung einer Einheit aus Schutzgehäuse und Mikrofilter, die eine fest umrissene und stabile Form und exakt bearbeitete Verbindungsflächen aufweist, sind die Voraussetzungen für eine maschinelle und serienmäßige Herstellung der Meßvorrichtung geschaffen, ohne daß die Gefahr von Montagefehlern oder sonstigen Abweichungen innerhalb einer Serie bestehen würden, so daß man untereinander weitgehend gleichwertige Vorrichtungen erhält. Da sämtliche Abmessungen gegenüber der bekannten Ausgestaltung wesentlich verringert werden konnten, ist auch die Masse der hergestellten Vorrichtung wesentlich geringer als dies bei der bekannten Vorrichtung der Fall ist.By creating a unit of protective housing and microfilter that has a clearly defined and stable shape and precisely machined connecting surfaces are the prerequisites for a machine and Serial production of the measuring device created without the risk of assembly errors or other deviations within a series would exist, so that one to another is largely equivalent Receives devices. Since all dimensions are significant compared to the known configuration could be reduced, the mass of the device produced is much less than this is the case with the known device.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Eine besonders vorteilhafte Ausbildung ergibt sich, wenn der Mikrofilter als ebene Seheibe ausgebildet und auf einem Flanseh oder ringförmigen Absatz eines röhrenförmigen Gehäuses befestigt ist. Das Gehäuse wird dabei im Durchmesser gerade so groß gewählt, daß es den auf dem Träger aufgebrachten Elekt-olyten nicht berührt. Die Verwendung eines als Scheibe ausgebildeten Mikrofilters ist insofern vorteilhaft, als diese in ihrem Randbereich flach an einem Flansch oder einem Ansatz des Gehäuses ohneAdvantageous refinements of the invention emerge from the subclaims. A particularly advantageous one Training results when the microfilter is designed as a flat Seheibe and on a flange or is attached annular shoulder of a tubular housing. The case will be in diameter chosen just so large that it does not touch the electrolyte applied to the carrier. The usage a microfilter designed as a disk is advantageous in that it is flat in its edge area on a flange or a shoulder of the housing without

besondere Schwierigkeit angeklebt werden kann. In dem verklebten Zustand schließt dabei die Scheibe den zur Aufnahme des Elektrolyten und der Elektroden dienenden Raum gegen die Atmosphäre nach Art eines Trommelfelles ab. Trotz der Verwendung einer dünnen gasdurchlässigen Folie für den Mikrofilter kann bei einer solchen Ausgestaltung eine hohe Festigkeit des Mikrofilters gegen Verformungen erzielt werden, da dieser wie ein Trommelfell in das Gehäuse eingespannt ist. Es ist hierbei möglich, eine gute Reinigung zu erzielen und den Abstand des Mikrofilters gegenüber dem Elektrolyten sehr gering zu halten, weil die Gefahr von Verformungen nicht mehr gegeben ist. Bei einer solchen Ausgestaltung liegt der Mikrofilter mit geringem Abstand über dem Elektrolyten und weist nur eine unwesentlich größere Fläche als der Elektrolyt auf, da die seitliche Begrenzung der den Elektrolyten aufnehmenden Kammer durch das röhrenförmige steife Gehäsusc gebiidei wird, "wird dabei der iviikraiiiiei su eingesetzt, daß er das Gehäuse in zwei Kammern unterteilt, so kann in die darüberliegende zweite Kammer ein chemischer Filter vorgesehen weFden, welcher durch den Mikrofilter ohne zusätzliche Stützvorrichtung abgestützt werden kann, da dieser auf Grund des trommelfellartigen Einbaus solche Stützfunktionen auch ohne weiteres übernehmen kann. Hierdurch ergibt sich auch im Falle der Verw^ 'dung eines chemischen Filters gegenüber der bekannten Ausführungsform eine beträchtliche Volumen- und damit auch Massenverkleinerung, da ein Abstand des chemischen Filters zum Mikrofilter nicht mehr erforderlich ist, weil keine Verformungen des letzteren zu befürchten sind. Außerdem kann der chemische Filter, der aus einem flauschigen, porösen oder faserigen und damit labilen Werkstoff besteht, rüttelsicher in gleichmäßiger Schicht in das Schutzgehäuse eingebracht werden, so daß kein vorzeitiger Verbrauch an einzelnen, eine geringere Schichtdicke aufweisenden Schwachstellen eintreten kann, wodurch der Filter wirkungslos werden würde, da das Gas an diesen sich eher verbrauchenden Stellen ungereinigt hindurchtreten kann.particular difficulty can be glued. In the bonded state, the pane closes the to accommodate the electrolyte and the electrodes serving space against the atmosphere in the manner of a Eardrums off. Despite the use of a thin, gas-permeable film for the microfilter, Such a configuration, a high strength of the microfilter against deformation can be achieved, since this is clamped into the housing like an eardrum. It is possible here to do a good cleaning too achieve and keep the distance between the microfilter and the electrolyte very small, because the danger deformation is no longer given. In such a configuration, the microfilter is less Distance above the electrolyte and has only an insignificantly larger area than the electrolyte because the lateral delimitation of the electrolyte receiving chamber by the tubular rigid Gehäsusc gebiidei, "becomes the iviikraiiiiei su used that it divides the housing into two chambers, so can in the overlying second A chemical filter is provided, which passes through the microfilter without additional chamber Support device can be supported, since it has such support functions due to the eardrum-like installation can also take over without further ado. This also results in the case of use a chemical filter compared to the known embodiment a considerable volume and thus also mass reduction, since a distance between the chemical filter and the microfilter is no longer necessary is because no deformations of the latter are to be feared. In addition, the chemical filter, which consists of a fluffy, porous or fibrous and therefore unstable material, vibration-proof in a more uniform manner Layer are introduced into the protective housing, so that no premature consumption of individual, weak points with a smaller layer thickness can occur, as a result of which the filter is ineffective because the gas would pass through uncleaned at these more consumable points can.

Wenn dann noch an dem rohrförmigen Schutzgehäuse, was durchaus zu empfehlen ist. an dem mit dem Träger zu verbindenden Ende ein Außenflansch oder ein verdickter Rand angeformt ist. so kann eine große Klebefläche und damit eine sichere und gasdichte Verbindung zwischen dem Schutzgehäuse und dem Träger hergestellt werden, wodurch sichergestellt ist. daß der Gasaustausch mit dem Elektrolyten nur durch den Mikrofilter urd sofern vorgesehen auch nur durch den chemischen Filter stattfindet und Verunreinigungen oder Veränderungen des Elektrolyten auf Grund von Undichtigkeiten und somit Veränderungen der Meßgenauigkeit vermieden sind.If so, then on the tubular protective housing, which is definitely recommended. on the one with that Support to be connected end an outer flange or a thickened edge is formed. so can be a big one Adhesive surface and thus a secure and gas-tight connection between the protective housing and the Carriers are produced, which is ensured. that the gas exchange with the electrolyte only through the microfilter urd, if provided, only takes place through the chemical filter and impurities or changes in the electrolyte due to leaks and thus changes in the measurement accuracy are avoided.

Die vorliegende Erfindung bietet also folgende Vorteile. Es wird wegen der Verkleinerung der Masse und des den Elektrolyten unmittelbar umgebenden Raumes die Ansprechgeschwindigkeit der Meßvorrichtung wesentlich erhöht, da sich nur eine niedrige Säule über dem flächenhaften Elektrolyten befindet. Die feste Einbaulage des Mikrofilters in dem Gehäuse erleichtert die Handhabung desselben beim Zusammenbau der Vorrichtung. Insbesondere wird gewährleistet, daß keine Fasern vom Mikrofilter abstehen, da dieser spannungsfrei eingebaut und nach dem Einbau in das Gehäuse an der dem Elektrolyten zugewandten Seite sorgfältig gereinigt werden kann. Da die stabile Einbaulage des Mikrofilters es ermöglicht, daß ein gegebenenfalls notwendiger chemischer Filter direkt auf dem Mikrofilter angeordnet werden kanii, wird auch für diesen Fall die notwendige Masse bei gleichmäßigen Einbauverhältnissen erheblich verringert. Das geringe Volumen der den Elektrolyten aufnehmenden Kammer führl dazu, daß bei Anpassung der den Elektrolyten in dieser Innenkammer umgebenden Gasatmosphäre an die außen vorhandene Gasatmosphäre geringe Gas-The present invention thus offers the following advantages. It is because of the shrinking of the crowd and the space immediately surrounding the electrolyte, the response speed of the measuring device significantly increased, as there is only a low column above the sheet-like electrolyte. The fixed one Installation position of the microfilter in the housing facilitates the handling of the same when assembling the Contraption. In particular, it is ensured that no fibers protrude from the microfilter, since this Installed tension-free and after installation in the housing on the side facing the electrolyte can be carefully cleaned. Since the stable installation position of the microfilter makes it possible that a If necessary, chemical filters can be placed directly on the microfilter, too in this case, the necessary mass is significantly reduced with uniform installation conditions. The little Volume of the electrolyte receiving chamber leads to the fact that when the electrolyte is adjusted in the gas atmosphere surrounding this inner chamber to the gas atmosphere present on the outside.

ίο mengen durch den chemischen Filter hindurchtreten, wodurch der Gaswechsel gering ist. was zu einem langsameren Verbrauch und damit zu einer längeren Standzeit des chemischen Filters führt. Die sichere und problemlose Handhabung des Mikrofilters im cingcbau-ίο quantities pass through the chemical filter, whereby the gas exchange is low. resulting in slower consumption and thus longer Chemical filter life. The safe and problem-free handling of the microfilter in the cingcbau-

r> ten Zustand innerhalb des Gehäuses führt zu stets gleichbleibenden Fertigprodukten und damit wird die Streuung der Meßgenauigkeit unter den einzelnen Vorrichtungen sehr gering gehalten. Da der Mikrofilterr> th state within the housing leads to always constant finished products and thus the spread of the measurement accuracy among the individual Devices kept very low. Because the microfilter

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>o aufwendige Verbindung in unmittelbarer Nähe des Elektrolyten vermieden, so daß die Gefahr der Beeinträchtigung desselben ausgeschlossen ist. Die geringe Exemplarstreuung der Meßgenauigkcit, eine für Meßgeräte wichtige Forderung, innerhalb einer Fcriij> gungsserie wird wesentlich dadurch begünstigt, daß genau definierte F.inbau»erhältnisse bezüglich der Lage des Mikrofilters und des Schtit/gehäuscs sowie der Größe c!-.s unmittelbar an den Elektrolyten angrenzenden Raumes gegeben sind. Dies ist eine wesentliche mi Voraussetzung für die maschinelle Serienfertigung solcher Vorrichtungen. Auf Grund der erfindungsgemaßen Ausgestaltung ist es mögiich. die Masse der Meßvorrichtung so stark zu verkleinern, daß sie nur noch etwa 20% der Masse der bekannten Vorrichtung η beträgt.> o complex connection in the immediate vicinity of the Electrolytes avoided, so that the risk of impairment of the same is excluded. the low specimen variance of the measurement accuracy, one for Measuring instruments important requirement within a Fcriij> The fact that precisely defined installation conditions with regard to the location make it easier is a significant advantage of the microfilter and the Schtit / Gehäuscs as well as the size c! -. s directly adjacent to the electrolyte Space are given. This is an essential mi prerequisite for machine series production such devices. It is possible on the basis of the configuration according to the invention. the mass of To reduce the size of the measuring device so much that it is only about 20% of the mass of the known device η is.

Diese zahlreichen Vorteile sind nicht durch eine Verkleinerung und den Versuch einer präziseren Fertigung, sondern durch ein anderes Konstruktionsprinzip erreicht worden. These numerous advantages are not possible by downsizing and trying to be more precise Manufacturing, but has been achieved by a different design principle.

•to Die Erfindung wird im folgenden anhand von verschiedenen Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung schematisch und in stark vergrößertem Maßstab dargestellt sind, näher erläutert.The invention is illustrated below with reference to various exemplary embodiments shown in the drawing are shown schematically and on a greatly enlarged scale, explained in more detail.

Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch eine erste Ausfüh-•ss rungsform der Vorrichtung;1 is a longitudinal section through a first embodiment shape of the device;

Fig. 2 ist einschnitt nach der Linie 11-11 in Fig. !:
Fig. 3 ist ein Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform:Fig. 2 is a section along the line 11-11 in Fig.!:
Fig. 3 is a longitudinal section through a second embodiment:

F ig.4 ist ebenfalls ein Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform:Fig. 4 is also a longitudinal section through a third Embodiment:

Fig. 5 ist ein Längsschnitt durch eine ^:erte Ausführungsform:Fig. 5 is a longitudinal section through an ^: first embodiment:

Fig.6 ist ein Längsschnitt durch eine fünfte Ausführungsform, und6 is a longitudinal section through a fifth embodiment, and

Fig.7 ist ein Längsschnitt durch eine sechste Ausführungsform.7 is a longitudinal section through a sixth embodiment.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, weisen dieAs can be seen from the drawing, the

Meßvorrichtungen der F i g. 1 bis 5 einen elektrisch isolierenden Träger 1 auf, auf dem Edelmetallelektroden 2 und 3 und deren Leiter 4 und 5 aufgebracht sind. Der Träger 1 ist bis auf einen mit 6 bezeichneten Bereich so präpariert, daß er durch einen Elektrolyten 7 nicht benetzbar ist und elektrisch isoliert. Dieser ist dadurch auf den Bereich 6 begrenzt und benetzt die Elektroden 2 und 3. Der für den Elektrolyten 7 vorgesehene Bereich 6 ist kreisförmig ausgebildetMeasuring devices of FIG. 1 to 5 an electrically insulating carrier 1 on the noble metal electrodes 2 and 3 and their conductors 4 and 5 are applied. The carrier 1 is like this except for an area labeled 6 prepared so that it cannot be wetted by an electrolyte 7 and is electrically insulated. This is through it limited to the area 6 and wets the electrodes 2 and 3. The area 6 provided for the electrolyte 7 is circular

Auf dem Träger 1 ist mittels eines Klebers 8 ein Schutzgehäuse 9 festgeklebt, daß an seinem dem TrägerOn the carrier 1, a protective housing 9 is glued by means of an adhesive 8 that on its the carrier

i zugewandten Rand einen der rechteckigen Form des Trägers 1 angepaßten Flansch 10 aufweist, um die Klebefläche bei möglichst kleiner Fläche des Trägers möglichst groß /.u gestalten. Das Schutzgehäuse 9 weist einen kreiszylindrischen Mantel 11 auf, der an seinem oberen Ende einen nach innen gebörtelten Rand 12 zur Halterung eines Schutzgitters oder -netzes 13 aufweist. Der Mantel 11 weist an seiner Innenseite einen umlaufenden Absatz 14 auf, auf dem der äußere Rand 15' eines scheibenförmigen Mikrofilters 15 flach aufruht und mittels einer dazwise ,nliegenden Xlebschicht 16 an der gesamten ringförmigen flachen Auflagefläche des Mikrofilters 15 an dem ringförmigen Ansatz 14 angeklebt ist. Der Mikrofilter 15 besteht aus einer dünnen, gasdurchlässigen Folie.i facing edge has a rectangular shape of the carrier 1 adapted flange 10 to the Make the adhesive surface as large as possible with the smallest possible surface area of the carrier. The protective housing 9 has a circular cylindrical jacket 11, which at its upper end has an inwardly crimped edge 12 to Has holder of a protective grille or net 13. The jacket 11 has a on its inside circumferential shoulder 14 on which the outer edge 15 'of a disc-shaped microfilter 15 rests flat and by means of an adjacent xleb layer 16 on the entire annular flat contact surface of the microfilter 15 on the annular extension 14 is glued on. The microfilter 15 consists of a thin, gas-permeable film.

Dieser Mikrofilter 15 unterteilt das Gehäuse 9 in zwei Kammern 17 und 18. Die Kammer 17 ist an ihrer Unterseite durch den Träger 1 und im seitlichen Bereich durch das Gehäuse 9 begrenzt, die Oberseite wird durch den Mikrofilter 15 abgeschlossen. Da das Gehäuse 9 durch die Klebschicht 8 gasdicht mit dem Träger 1 verbunden ist, kann ein Gasaustausch mit der Kammer 17 nur über den Mikrofilter 15 stattfinden.This microfilter 15 divides the housing 9 into two chambers 17 and 18. The chamber 17 is on her The bottom is bounded by the carrier 1 and in the side area by the housing 9, the top is through the microfilter 15 completed. Since the housing 9 is gas-tight with the carrier 1 through the adhesive layer 8 is connected, a gas exchange with the chamber 17 can only take place via the microfilter 15.

In der Kammer 18 ist zwischen dem Mikrofilter 15 und dem Schutzgitter 13 ein chemischer Filter 19 eingesetzt, der den Elektrolyten 7 vor chemischen Verunreinigungen schützt.A chemical filter 19 is located in the chamber 18 between the microfilter 15 and the protective grille 13 used, which protects the electrolyte 7 from chemical contamination.

Mit 20 ist der Abstand zwischen der Innenwand des Gehäuses 9 und dem äußeren Rand des Elektrolyten 7 bezeichnet. Dieser Abstand kann sehr gering gewählt jo werden, da das Schutzgehäuse 9 während des Autklebens auf den Träger 1 keine Deformation erfährt, weil es beispielsweise aus Metall gefertigt ist und über eine große Klebefläche mit dem Träger 1 verbunden ist, so daß man mit so wenig Kleber 8 auskommt, daß dieser π nicht in die Kammer 17 während des Klebevorganges hineingedrückt wird. Der Abstand zwischen dem Elektrolyten und dem Mikrofilter in Höhenrichtung ist mit 20' bezeichnet und kann bei allen Ausführungsformen wegen der festen Verbindung des Mikrofilters mit dem Schutzgehäuse und der sich hieraus ergebenden stabilen Einbaulage sehr gering sein, woraus sich einThe distance between the inner wall of the housing 9 and the outer edge of the electrolyte 7 is designated by 20. This distance can be chosen to be very small, since the protective housing 9 does not experience any deformation while it is being glued onto the carrier 1, because it is made of metal, for example, and is connected to the carrier 1 via a large adhesive surface, so that there is so little adhesive 8 manages that this π is not pressed into the chamber 17 during the gluing process. The distance between the electrolyte and the microfilter in the vertical direction is denoted by 20 'and can be very small in all embodiments because of the fixed connection of the microfilter to the protective housing and the resulting stable installation position, resulting in a

I IHVUIUIItClI UIIUI IHVUIUIItClI UIIU CIII gel UIgCICIII gel UIgCI

sei ergibt.be given.

Der Träger 1 ist nur in dem Bereich 6 für den Elektrolyten 7 benetzbar, da der angrenzende Bereich so behandelt wurde, daß eine Benetzung nicht stattfinden kann und elektrisch isoliert. Auf diese Weise kann der Elektrolyt 7, der nur eine ganz geringe Schichtdicke von weniger als einem Zehntel mm aufweist, nicht den Bereich 6 verlassen. Der Durchmesser des Bereiches 6, auf den der Elektrolyt 7 ausgedehnt ist, beträgt beispielsweise weniger als 1 mm.The carrier 1 can only be wetted in the area 6 for the electrolyte 7, since the adjacent area has been treated in such a way that wetting cannot take place and is electrically insulated. In this way can the electrolyte 7, which is only a very small layer thickness of less than a tenth of a mm does not leave the area 6. The diameter of the area 6 to which the electrolyte 7 is expanded is, for example, less than 1 mm.

In Fig.3 ist ein topfförmiges Schutzgehäuse 21 dargestellt, das beispielsweise durch Tiefziehen hergestellt wurde und einen umlaufenden Flansch 22 aufweist Der obere Bodenteil ist mit einer Vielzahl von öffnungen 23 für den Durchtritt des zu messenden Gases bestimmt Das Schutzgehäuse 21 ist mit einem chemischen Filter 19 ausgefüllt und an der Unterseite durch einen nach innen gewölbten Mikrofilter 24 abgeschlossen, der am umlaufenden Flansch 22 mit seinem ringförmigen Rand 24' flach anliegt und mittels einer Klebschicht 25 befestigt ist Mittels einer Klebschicht 26 ist dann die aus dem Schutzgehäuse 21, dem chemischen Filter 19 und dem Mikrofilter 24 bestehende Einheit auf einem Träger 1 festgeklebt, auf dem, ebenfalls wie bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. I und 2, Elektroden 2, 3 und ein Elektrolyt 7 aufgebracht sind. Der Mikrofilter 24 kann entweder vor dem Einsetzen in die kalottenartige Form gepreßt werden oder es ist auch möglich, einen scheibenartigen Filter auf den Flansch 22 aufzukleben und dann durch einen entsprechenden Stempel nach innen zu verformen. A cup-shaped protective housing 21 is shown in FIG shown, which was produced, for example, by deep drawing and has a circumferential flange 22 The upper base part is provided with a large number of openings 23 for the passage to be measured The protective housing 21 is filled with a chemical filter 19 and on the underside completed by an inwardly curved microfilter 24, which is attached to the circumferential flange 22 with its annular edge 24 'rests flat and is attached by means of an adhesive layer 25 by means of a The adhesive layer 26 is then that of the protective housing 21, the chemical filter 19 and the microfilter 24 existing unit glued to a carrier 1, on which, also as in the embodiment according to FIGS. 1 and 2, electrodes 2, 3 and an electrolyte 7 are upset. The microfilter 24 can either be pressed into the dome-like shape before being inserted or it is also possible to glue a disk-like filter onto the flange 22 and then through to deform a corresponding punch inwards.

Die Ausführungsform nach F i g. 4 weist ein rohrförmiges Schutzgehäuse 27 auf, das mit einem äußeren umlaufenden Flansch 28 mittels einer Klebschicht 29 auf dem Träger 1 befestigt ist. Auf dem oberen Rand 27' des Schutzgehäuses 27 ist mittels einer Klebschicht 30 der äußere ringförmige Rand 31' eines scheibenförmigen Mikrofilters 31 befestigt, der in seinem Randbereich flach auf dem oberen Rand 27' des Schutzgehäuses 27 aufliegt. Über das Schutzgehäuse 27 ist eine Schutzkappe 32 geschoben, die in ihrem Bodenteil öffnungen 33 für den Gasaustausch aufweist. Die Schutzkappe 32, die zusammen mit dem .Schutzgehäuse 27 ein zerlegbares Schutzgehäuse bildet, ist mit einem chemischen Filter 34 angefüllt, der im zusammengebauten Zustand auf dem Mikrofilter 31 aufruht. Die Schutzkappe 32 ist auf dem Schutzgehäuse 27 deshalb abnehmbar angeordnet um den chemischen Filter 34 auswechseln zu können, weil dieser Filter nach einer gewissen Benutzungszeit verbraucht ist. Für den Fall, daß der chemische Filter nicht benötigt wird, kann das Schutzgehäuse 27 mit dem Mikrofilter 31 allein benutzt werden, d.h. ohne die Schutzkappe 32.The embodiment according to FIG. 4 has a tubular Protective housing 27, which has an outer circumferential flange 28 by means of an adhesive layer 29 the carrier 1 is attached. On the upper edge 27 'of the protective housing 27 is by means of an adhesive layer 30 of outer annular edge 31 'of a disc-shaped microfilter 31 attached, which in its edge area rests flat on the upper edge 27 'of the protective housing 27. A protective cap is over the protective housing 27 32 pushed, which has openings 33 for the gas exchange in its bottom part. The protective cap 32, the together with the protective housing 27 a collapsible Protective housing is filled with a chemical filter 34, which in the assembled state on the Microfilter 31 is resting. The protective cap 32 is therefore removably arranged on the protective housing 27 to be able to replace the chemical filter 34, because this filter after a certain period of use is consumed. In the event that the chemical filter is not needed, the protective housing 27 can with the Microfilter 31 can be used alone, i.e. without the protective cap 32.

In Fig. 5 ist eine Ausführungsform der Meßvorrichtung dargestellt, bei der nur ein Mikrofilter, nicht aber ein chemischer Filter zum Einsatz kommt. Bei dieser Ausgestaltung ist auf einem Träger 1 wie auch bei den weiter oben beschriebenen Ausführungsformen ein Elektrolyt 7 aufgebracht, der die Elektroden 2 und 3 beneizt. Ein Schutzgehäuse 35 ist als verhältnismäßig flache Kappe mit einem umlaufenden Flansch 36 ausgebildet. Die Kappe ist an ihrem Boden mit öffnungen 37 verschen. An dem umlaufenden Flansch 36 ist mittels einer Klebschicht 38 ein Mikrofilter 39 im Bereich seines äußeren Randes oder Flansches 39' befestigt. Der Mikrofilter 39 ist so verformt, daß er sich der innetikuruur des Schutzgehäuse* 35 anpaßt, fvtitteij» einer Klebschicht 40 ist die Einheit aus Schutzgehäuse 35 und Mikrofilter 39 auf dem Träger 1 befestigt. Die Ausführungsform nach F i g. 5 entspricht im wesentlichen derjenigen nach F i g. 3, wobei jedoch das Schutzgehäuse wegen des fehlenden chemischen Filters in seiner Höhe auf das notwendige Mindestmaß beschränkt wurde.In Fig. 5 is an embodiment of the measuring device shown, in which only a microfilter, but not a chemical filter is used. At this Design is on a carrier 1 as in the embodiments described above Electrolyte 7 applied, which pickles the electrodes 2 and 3. A protective housing 35 is considered proportionate flat cap with a circumferential flange 36 is formed. The cap is at its bottom with give away openings 37. A microfilter 39 is attached to the circumferential flange 36 by means of an adhesive layer 38 Area of its outer edge or flange 39 'attached. The microfilter 39 is deformed so that it can the innetikuruur of the protective housing * 35 adapts, fvtitteij » The unit comprising protective housing 35 and microfilter 39 is attached to carrier 1 by an adhesive layer 40. the Embodiment according to FIG. 5 corresponds essentially to that according to FIG. 3, but the Protective housing due to the lack of a chemical filter in its height to the necessary minimum was restricted.

Da der labile Mikrofilter durch das Gehäuse ?bgestützt ist, kann die Einheit aus Schutzgehäuse und damit verbundenem Filter auch ohne die Flansche 36, 35' auf dem Träger befestigt werden.Since the unstable microfilter is supported by the housing, the unit comprising protective housing and associated filter can also be attached to the carrier without the flanges 36, 35 '.

Bei der Ausführungsform nach Fig.6 ist an der Stirnseite eines zylindrischen Trägers 41 ein ringförmiges Schutzgehäuse 42 befestigt, auf dessen oberem Rand 43 der Mikrofilter 44 mit seiner äußeren Ringfläche 45 befestigt ist Um den Mikrofilter gegen mechanische Beschädigung zu schützen, ist ein Sieb 46 über dem Mikrofilter angeordnet und mit dem ringförmigen Gehäuse 42 fest verbunden. Die Elektroden 2 und 3 sind in gleicher Weise wie bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen angeordnet jedoch sind die elektrischen Leiter 4' und 5', die zu diesen Elektroden führen, wegen der Anordnung der Elektroden an der Stirnseite eines stabförmigen Trägers in Richtung seiner Mittelachse durch den Träger hindurch-In the embodiment of Figure 6 is on the Front side of a cylindrical carrier 41, an annular protective housing 42 attached, on the upper Edge 43 of the microfilter 44 with its outer annular surface 45 is attached to the microfilter against To protect mechanical damage, a screen 46 is placed over the microfilter and connected to the annular housing 42 firmly connected. The electrodes 2 and 3 are in the same way as in the previous However, the electrical conductors 4 'and 5', which lead to these Lead electrodes, because of the arrangement of the electrodes on the end face of a rod-shaped carrier in Direction of its central axis through the carrier

geführt.guided.

Bei der Ausführungsform der Meßvorrichtung nach Fig. 7 ist die gleiche Anordnung von Elektroden und Leiter an dem stirnseitigen Ende eines stabförmigen Trägers 41 vorgesehen, wie dies bei der Ausführungsform nach Fig.5 beschrieben wurde. Bei dieser Ausführungsform kommt jedoch ein anderes Schutzgehäuse zur Anwendung, das zusätzlich noch einen chemischen Filter aufweist. Das bei dieser Ausführungsform vorgesehene Schutzgehäuse 47 ist kappenförmig ausgebildet, wobei der Boden dieses kappenartigen Schutzgehäuses mit öffnungen 48 für den Gasdurchtritt versehen ist. Das offene Ende des Schutzgehäuses 47 ist auf das die Elektroden 2 und 3 tragende stirnseitige Ende des stabförmigen Trägers 41 aufgeschoben und stützt sich mit einem Absatz 49 an der Stirnfläche des Trägers 41 ab. An einem weiteren Absatz 50 ist mittels einer Klebschicht 51 ein Mikrofilter 52 mit seiner äußeren Ringfläche 52' befestigt, welcher das Schutzgehäuse 47 in eine niedrige Kammer 53 und eine Kammer 54 zur Aufnahme eines chemischen Filters 55 abgrenzt. Der chemische Filter 55 füllt die Kammer 54 vollständig aus und wird durch den Mikrofilter 52 abgestützt. Zur Verbesserung der Abdichtung zwischen dem Schutzgehäuse 47 und dem Träger 41 kann an dem Absatz 49 eineIn the embodiment of the measuring device according to FIG. 7, the same arrangement of electrodes and Head provided on the front end of a rod-shaped carrier 41, as was described in the embodiment according to FIG. At this Embodiment, however, another protective housing is used, which also has a chemical filter. The protective housing 47 provided in this embodiment is cap-shaped formed, the bottom of this cap-like protective housing with openings 48 for the passage of gas is provided. The open end of the protective housing 47 is on the end face carrying the electrodes 2 and 3 The end of the rod-shaped support 41 is pushed on and is supported with a shoulder 49 on the end face of the From the carrier 41. A microfilter 52 is attached to a further shoulder 50 by means of an adhesive layer 51 outer ring surface 52 'attached, which the protective housing 47 in a low chamber 53 and a chamber 54 for receiving a chemical filter 55 delimits. The chemical filter 55 completely fills the chamber 54 and is supported by the microfilter 52. To improve the seal between the protective housing 47 and the carrier 41 can on the paragraph 49 a

ίο Klebschicht 56 vorgesehen sein.ίο adhesive layer 56 can be provided.

Auf Grund der dichten Verbindung /wischen dem Gehäuse und dem Träger kann keine Flüssigkeit in das Schutzgehäuse — auch nicht an der für den Gasdurchtritt mit Öffnungen vorgesehenen Stelle — eindringen, da wegen der dichten Verbindung keine Luft oder kein Gas aus dem Gehäuse entweichen kann.Due to the tight connection / wipe between the housing and the carrier, no liquid can get into the Protective housing - not even at the point provided with openings for gas passage - penetrate, because no air or gas can escape from the housing due to the tight connection.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for measuring the state and / or the composition of an atmosphere with

a) one exposed to the atmosphere and its conductive wedge depending on the condition and / or the composition of the atmosphere changing electrolytes,

b) a carrier for the electrolyte,

c) two electrodes that are wetted by the electrolyte,

d) a mechanical microfilter and optionally a chemical filter to protect the electrolyte against solid contamination and possibly harmful gases, and

e) one the electrolyte, the electrodes and the Microscopic and, if a chemical filter is used, enclosing it as well Protective housing that is connected to the carrier for the electrolyte and openings for exhibits gas exchange between the electrolyte and the atmosphere,

characterized in that

f) the microfilter (15, 24, 31, 39, 44, 52) with the protective housing (9,21,27,32,35,42,47) to one before the assembly of the protective casing on the carrier (0 manufactured unit firmly connected is.

2. Device according to claim 1, characterized in that the protective housing, i, 21,27,32,35,42, 47) essentially tubular or cup-shaped, preferably cylindrical or frustoconical Sheath is formed and the microfilter (15, 24, 31, 39, 44, 52) in the protective housing in is used essentially transversely to the central axis of the same.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the microfilter (15, 24, 31, 52) the protective housing (9; 21; 27, 32; 47) divided into two chambers (17, 18; 53, 54), of which the one chamber (17 or 53) the electrolyte (7) and the electrodes (2, 3) and the other chamber (18 or 54) accommodates the chemical filter (19,34,55).

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the microfilter (15,24, 31, 39, 44, 52) on a flange (22, 36) or annular extension (14, 27, 43, 50) of the protective housing with its edge region (15 ', 24', 3Γ, 39 ', 45, 52') is attached flat.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the microfilter (15,31, 44,52) is designed as a flat disc.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the protective housing (9, 21,35) a flange (10, 22,36) for attachment the carrier (1).

7. Device according to one of claims I to 4 or 6, characterized in that the microfilter (24,39) into the protective housing (21,35) extending, in particular the inner contour of the protective housing (35) adapted dome-like bulge having.

8. Apparatus according to claim 7, characterized

shows that the microfilter (24, 39) has a flange (24 ', 39') surrounding the bulge Has attachment to the flange (22, 36) of the protective housing (21, 35),

9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the protective housing (9, 21, 27, 35, 42, 47) the electrolyte (7) with a relative to the expansion of the same low Distance (20) surrounds and the microfilter (15,24,31, 39, 44, 52) at a small height distance (20 ') to Holds electrolytes

10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the protective housing (27, 32) is preferably in the area of the microfilter (52) is separable or divisible