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Meßanordnung für die potentiometrische oder polaro-
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graphische Analyse von Meßlösungen Die Erfindung betrifft eine Meßanordnung
für die potentiometrische Analyse von Meßlösungen, mit mindestens einer Meßelektrode
und einer Bezugselektrode, die mit je einer Meßkammer in Verbindung stehen, und
mit einem von der Meßlösung zu durchströmenden Meßlösungskanal, in den die Meßkammern
integrierbar sind.
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Eine derartige Meßanordnung ist nach der veröffentlichten europäischen
Patentanmeldung 0027256 des Anmelders bekannt. Bei dieser bekannten Meßanordnung
sind die Meßelektroden und die Bezugselektrode jeweils in einen Elektrodenkörper
eingesetzt. Die Elektrodenkörper sind in ihren Abmessungen vereinheitlichte würfelartige
Bauelemente mit einem an einer Seite in der Mitte vorgesehenen schmalen Ansatz.
Mit diesem Ansatz sind die Elektrodenkörper in einen Aufnahmeblock einsteckbar,
der entsprechende Ausnehmungen aufweist. In jedem Ansatz befindet sich die der Elektrode
zugeordnete Meßkammer.
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Zwischen den Ausnehmungen in dem Aufnahmeblock erstrekken sich Verbindungskanäle,
die zusammen mit den Meßkammern einen Meßlösungskanal bilden. Die Meßkammern
liegen
dabei in Strömungsrichtung der durch den Meßlösungskanal geführten Lösung unveränderbar
in Serie.
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Dies gilt auch für alle anderen bisher bekanntgewordenen Meßanordnungen
zur potentiometrischen Analyse.
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Bei der potentiometrischen Messung wird die Potentialdifferenz zwischen
einer Meßelektrode und der Bezugselektrode gemessen, die beide in die zur analysierende
Meßflüssigkeit eintauchen. Die Potentialdifferenz ist ein Maß für die Aktivität
der Ionen, für die jede Meßelektrode artspezifisch ist. Die Bezugselektrode kann
für alle zu messenden Ionen verwendet werden. Wenn die Meßanordnung, wie oben beschrieben
mehrere Meßelektroden enthält, so können mit dieser Meßanordnung die Konzentrationen
verschiedener Ionen in der gleichen MeBflüssigkeit gemessen werden, z. B. die Konzentration
von Wasserstoff ionen, Kaliumionen, Natriumionen, Chlorionen und dgl.
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In dem gesetzmäßigen Zusammenhang zwischen der gemessenen Potentialdifferenz
und der betreffenden Ionenkonzentration ist ein Parameter enthalten, der in einem
bestimmten Toleranzbereich bei verschiedenen Meßelektroden, die der gleichen Ionenart
zugeordnet sind, schwankt und sich außerdem mit der Lebenszeit der Meßelektroden
ändern kann. Vor Verwendung einer neuen Meßelektrode und auch nachdem eine Meßelektrode
eine gewisse Zeit verwendet worden ist, sollte deshalb eine Eichung vorgenommen
werden. Für die Eichung kann eine Eichlösung mit einer bekannten Aktivität der Ionen
verwendet werden, denen die zu eichende Meßelektrode zugeordnet ist.
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Bei den bekannten Meßanordnungen mit unveränderbar in Serie liegenden
Meßkammern erfolgt die Eichung der MeB-
elektroden dadurch, daß
durch den Meßlösungskanal nacheinander die Eichlösungen für die einzelnen Meßelektroden
geleitet werden und die Eichung dementsprechend auch nacheinander vorgenommen wird.
Zwischen den einzelnen Eichlösungen muß zur Gewährleistung der gewünschten Eichgenauigkeit
eine Spülung des Meßlösungskanales mit einer Spüllösung vorgenommen werden. Die
Eichung erfolgt durch Einstellung des Nullpunktes und/oder des Verstärkungsgrades
des zur Potentialdifferenz dienenden Impedanzverstärkers und der an diesen angeschlossenen
Anzeigevorrichtung.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Meßanordnung der
eingangs beschriebenen Art, insbesondere bei einer solchen mit mehreren Meßelektroden;
die Eichung zu vereinfachen und die Eichzeit zu verkürzen.
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Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für jede Meßelektrode
mindestens ein separater Eichlösungskanal und eine ihr zugeordnete Bezugselektrode
vorgesehen sind, und daß die Meßkammer für jede Meßelektrode sowie die Meßkammer
für die ihr zugeordnete Bezugselektrode wahlweise anstatt in den Meßlösungskanal
in den betreffenden Eichlösungskanal integrierbar sind.
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Der erfindungsgemäßen Lösung liegt das Konzept zugrunde: wie bisher
mit allen Meßelektroden gleichzeitig messen, aber nunmehr auch alle Meßelektroden
gleichzeitig getrennt eichen. Dies bedeutet: wie bisher Serienschaltung der Meßkammern
beim Messen, jedoch nunmehr Parallelschaltung der Meßkammern beim Eichen.
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Die Parallelschaltung der Meßkammern bei der Eichung bringt außerdem
den Vorteil mit sich, daß eine indivi-
duelle separate Eichung
der Meßelektroden ohne Störung oder Beeinträchtigung der anderen Elektroden durch
die jeweiligen Eichlösungen möglich ist.
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Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung kann darin bestehen,
ddaß die Meßkammer für jede Meßelektrode und die Meßkammer für die ihr zugeordnete
Bezugselektrode vereinigt sind, ineinander übergehen oder unmittelbar oder mit geringem
Abstand aneinander anschließen. Diese Maßnahme ermöglicht eine gedrängte Bauweise
der Meßanordnung und gewährleistet weitgehend konstante Verhältnisse für einen bestimmten
Meßparameter bei der Eichung und bei der Messung.
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Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann darin bestehen,
daß für jede Meßelektrode ein separater Spüllösungskanal vorgesehen ist, der die
Meßkammern für die Meßelektrode mündet, derart, daß aus dem Spüllösungskanal austretende
Spüllösung auf die selektive Membran der Meßelektrode trifft. Die Spüllösung reinigt
die Meßkammer von Resten der Lösung, die vorher durch die Meßkammer geströmt ist.
Die durch solche Lösungsreste bedingten Ungenauigkeiten bei der Messung und Eichung
werden auf diese Weise ausgeschlossen.
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Einer besonders intensiven Reinigungswirkung ist die selektive Membran
der Meßelektrode ausgesetzt, da auf diese aus dem Spüllösungskanal austretende Spüllösung
mit kinetischer Energie aufprallt. Die verstärkte Reinigungswirkung ist hier deshalb
erwünscht, weil von den Meßlösungen stammende Ablagerungen auf der selektiven Membran
zu unerwünschten Veränderungen der Elektrodeneingeschaften führen.
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Zwischen der Ionen aktivität einer tseßlösung und der
gemessenen
Potentialdifferenz besteht ein logarithmischer Zusammenhang. Wenn die Anzeigevorrichtung
logarithmisch anzeigt, was durch einen analog oder digital arbeitenden elektronischen
Au swerteschal tungsteil gewährleistet werden kann, so besteht zwischen dem Anzeigewert
und der Ionenaktivität ein linearer Zusammenhang. Will man eine exakte Eichung vornehmen,
so muß der Nullpunkt und die Steigung dieses linearen Zusammenhanges festgelegt
werden. Dazu sind für jede Meßelektrode mindestens zwei Eichlösungen mit verschiedener
Aktivität ~ der gleichen Ionenart erforderlich.
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Davon ausgehend kann eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Meßanordnung
darin bestehen, daß für jede Meßelektrode mindestens zwei Eichlösungskanäle vorgesehen
sind, und daß die Meßkammer für die Meßelektrode und diejenige für die Bezugselektrode
wahlweise entweder in den Meßlösungskanal oder einen der Eichlösungskanäle integrierbar
ist.
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Für eine Meßanordnung mit mehreren Meßelektroden, bei denen, wie oben
dargelegt, die Meßkammern für die Meßelektroden im Meßlösungskanal in Serie liegen,
wird gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ferner vorgeschlagen, daß
die Eichlösungskanäle mit einer Pumpenvorrichtung verbunden sind, mittels welcher
gleichzeitig durch alle Eichlösungskanäle, in die Meßkammern integriert sind, Eichlösung
hindurchführbar ist.
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Eine praktische Realisxrung der vorstehend dargelegten grundsätzlichen
Erfindungsgedanken und ihrer Ausgestaltungen kann darin bestehen, daß jede Meßelektrode
und jede Bezugselektrode in einen Elektrodenkörper eingesetzt sind, daß für jeden
Meßelektrodenkörper und hinzugeordneten Bezugselektrodenkörper ein Hahnkörper vor-
gesehen
ist, der eine rotationssymmetrische Durchbohrung aufweist, in die die beiden Elektrodenkörper
von entgegengesetzten Seiten eingesetzt und darin nach Art eines Kückens gemeinsam
drehbar dichtend gelagert sind, daß der Hahnkörper einen Meßlösungskanal-Abschnitt
und mindestens einen Eichlösungskanal-Abschnitt aufweist, die winkelig zueinander
quer zur der Durchbohrung verlaufen, und daß die in der Durchbohrung zusammengesetzten
Elektrodenkörper einen die Meßkammern bzw. Meßkammer enthaltendenen Verbindungskanal
aufweisen, der durch Relativverdrehung zwischen dem Hahnkörper und den Elektordenkörpern
wahlweise mit auf den Meßlösungskanal-Abschnitt oder dem oder einem Eichlösungskanal-Abschnitt
fluchtend ausrichtbar sind.
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Darauf aufbauend wird ferner vorgeschlagen, daß sich der Verbindungskanal
in dem Elektrodenkörper befindet, daß der Bezugselektrodenkörper ferner eine axial
zur Drehachse verlaufende Durchbohrung aufweist, in die einerseits der Ableitstift
der Bezugselektrode eintaucht und in die andererseits zur formschlüssigen Aufnahme
eines am Meßelektrodenkörper vorgesehenen Zapfens dient, daß der Zapfen ebenfalls
eine axial zur Drehachdse verlaufende Bohrung, in die der Ableitstift der Meßelektrode
eintaucht und einen quer dazu verlaufenden, fluchtend mit dem Verbindungskanal in
dem Bezugselektrodenkörper ausrichtbaren Meßkammer-Kanal aufweist, der die Meßkammer
bildet, wobei die Bohrung mit dem Meßkammer-Kanal durch eine selektive Matrix verbunden
ist, und daß das Ende des Zapfens angeschrägt ist, derart, daß es den Meßkammer-Kanal
zwecks Bildung eines Mikrolecks anschneidet.
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Um einen dichten Ventilsitz zu gewährleisten, wird wei-
terhin
vorgeschlagen, daß sich die Durchbohrung in dem Hahnkörper von der Seite des Bezugselektrodenkörpers
aus in Richtung auf den Meßelektrodenkörper konisch verjüngt und daß der Bezugselektrodenkörper
einen entsprechend angepaßten konischen Einsatzabschnitt aufweist.
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Die Hahn- Küken-Kombination hat nicht nur den Vorzug einer gedrängten
Bauweise, sondern ermöglicht auch ein einfaches Auswechseln der Elektroden-körper
mit den darin angeordneten Elektroden. Dies wird noch begünstigt, wenn gemäß einer
anderen Weiterbildung der Erfindung der Meßelektrodenkörper und der Bezugselektrodenkörper
in der Durchbohrung des Hahnkörpers zusammengeschraubt sind.
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Wenn, wie oben beschrieben, die Eichung einer Elektrodenkombination
mit mehr als einer Meßlösung erfolgen soll,.
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so wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß
jeder der Elektrodenkombination zugeordneten Eichlösungskanäle in dem Hahnkörper
einen separaten von der Außenseite des Hahnkörpers ausgehenden und bis zu der Durchbohrung
führenden Eichlösungs-Zuführabschnitt aufweist, und daß die der Elektrodenkombination
zugeordneten Eichlösungskanäle in dem Hahnkörper ferner einen gemeinsamen Eichlösungs-Abführabschnitt
aufweisen, der von einer sich über einen Teil des Umfangs der Innenwandseite der
Durchbohrung in dem Hahnkörper erstreckenden Sammelnut ausgeht und zur Außenseite
des Hahnkörpers führt.
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Zur Relativverstellung zwischen Hahnkörper und den Elektrodenkörpern
wird vorgeschlagen, daß der Hahnkörper feststehend und die Elektrodenkörper darin
drehbar angeordnet sind, und daß ein Motor zur Winkelverstellung der Elektrodenkörper
vorgesehen ist. In diesem Falle
kann an einem der beiden Elektrodenkörper
ein Stellrad vorgesehen sein, das mit einem von dem Motor angetriebenen Antriebsrad
in kraftschlüssiger Verbindung steht.
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Um zu gewährleisten, daß die Elektrodenkörper in dem Hahnkörper reproduzierbar
die gewünschten Schaltstellungen einnehmen und die korrespondierenden Kanäle in
den Elektrodenkörpern und dem Hahnkörper genau. fluchtend ausgerichtet werden, wird
weiterhin vorgeschlagen, daß auf dem Stellrad drei winkelversetzte Lichtquellen
angeordnet sind und daß an dem Hahnring ein Differential-Fotodetektor befestigt
ist, der bei Empfang von Licht von einer der drei Lichtquellen ein Stopsignal für
den' Motor abgibt.
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Eine andere Weiterbildung der Erfindung, welcher selbständige erfinderische
Bedeutung beigemessen wird, kann darin bestehen, daß jede Meßelektrode und die ihr
zugeordnete Bezugselektrode in einen separaten Modul eingebaut sind, daß jeder Modul
eine der Zahl der für die Elektrodenkombination vorgesehenen Eichlösungskanäle gleiche
Zahl von Eichlösungsbehältern enthält, von denen jeder mit einem Eichlösungskanal
verbunden und vorzugsweise von außerhalb des Moduls leicht zugänglich ist, daß jeder
Modul ferner einen separatenAuswerteschaltungsteil sowie eine separate Meßwertanzeigevorrichtung
aufweist, und daß jeder Modul weiterhin mit einem Meßlösungszuführungsanschluß,
einem Meßlösungsabführungsanschluß und einem Eichlösungsabführanschluß versehen
ist. Diese Modulbauweise ermöglicht eine Standardisierung, wodurch wiederum
in
optimaler Anpassunq an das jeweilige Meßproblem Module in beliebiger Zahl und Kombination
zusammengeschaltet werden können.
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Die oben erwähnte Pumpenvorrichtung wird zweckmässigerweise mit den
Ausgängen der Eichlösungskanäle verbunden, so daß sie in diesen einen Sog erzeugt.
Die Pumpenvorrichtung kann gleichzeitig auch mit dem Ausgang des Meßlösungskanals
verbunden sein und in diesem einen Sog erzeugen. Im Hinblick auf die Modulbauweise
reicht es dann aus, wenn die Pumpenvorrichtung nur in einem von mehreren zusammengeschalteten
Modulen vorgesehen ist, deren Strömungsrichtung der Meß- und Eichlösung als letzter
angeordnet ist..
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Um zu vermeiden, daß auf in den Meßlösungskanal oder in die Eichlösungskanäle
integrierte elastische Schläuche ständig ein Unterdruck ausgeübt wird, der zur Ermüdung
des Schlauchmaterials und zu einem vorzeitigen Verschleiß führt, wird gemäß einer
weiteren zweckmässigen Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß die Pumpenvorrichtung
so ausgebildet ist, daß sie entweder nur einen Sog im Meßlösungskanal oder nur einen
Sog in den Eichlösungskanälen erzeugt, je nach dem, ob gemessen oder geeicht wird.
Bei Ausbildung der Pumpenvorrichtung als hier besonders geeignete Peristaltik-Schlauchpumpe
kann dieser Gedanke dadurch realisiert werden, daß die Peristaltik-Schlauchpumpe
eine mit einem Antriebsmotor verbundene zentrale Welle aufweist, auf der zwei Rollenträger
sitzen, die mittels eines Kupplungsmechanismus alternativ mit der Antriebswelle
in kraftschlüssiger Verbindung bringbar sind, daß über dem einen Rollenträger ein
mit dem Ausgang des Meßlösungskanales verbundener Pumpenschlauch ge-
führt
ist, und daß über den anderen Rollenträger nebeneinander angeordnete Pumpenschläuche
geführt sind, die mit je einem der Eichlösungskanäle verbunden sind.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Meßanordnung zur polarographischen
Analyse von Meßlösungen. Eine solche polarographische Meßanordnung unterscheidet
sich von einer potentiometrischen Meßanordnung dadurch, daß sie keine Bezugselektrode
enthält. Bei der polarographischen Meßanordnung werden keine galvanischen Potentialdifferenzen
gemessen, sondern schwache Ströme.
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An die Meßelektroden wird dazu eine konstante Vorspannung angelegt.
Der durch die Meßelektroden fließende Strom ändert sich in Abhängigkeit von dem
Partialdruck des zu messenden Gases in der Meßlösung. Stellt man dies in Rechnung,
so gelten die oben dargelegten Erfindungsgedanken für die polarographische Meßanordnung
in übertragenem Sinne. Gerätemäßig wird anstelle des Bezugselektrodenkörpers mit
Bezugselektrode ein blinder Elektrodenkörper verwendet.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der
Zeichnungen beschrieben.
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Es zeigt: Figur 1 eine schematisierte Meßanordnung zur potentiometrischen
Analyse einer Meßlösung Figur 2 eine graphische Darstellung der Abhängigkeit der
gemessenen Potentialdifferenz von der Ionenkonzentration Figur 3 eine graphische
Darstellung der Abhängigkeit
des Anzeigewertes der Anzeigevorrichtung
der Meßanordnung von der Ionenkonzentration in der Meßlösunq Figur 4 eine schematische
Darstellung des Meßkonzeptes bei einer Meßanordnung nach dem Stand der Technik Figur
5 eine schematische Darstellung des Meßkonzeptes der Meßanordnung nach der vorliegenden
Erfindung Figur 6 einen schematisierten Teilschnitt durch den Meßlösungskanal mit
einer Meßkammer sowie der dazu gehörigen Meßelektrode und Bezugselektrode Figur
7 eine Explosionsdarstellung einer praktischen Ausführungsform des Meßelektrodenkörpers,
des Bezugselektrodenkörpers und des Hahnkörpers in Schnittdarstellung Figur 8 die
Teile von Figur 7 im zusammengesetzten Zustand, hier zusätzlich mit Meß- und Bezugselektrodenelement
in-ausgeschraubtem Zustand Figur 9 eine perspektivische Darstellung des Hahnkörpers
Figur 10 eine perspektivische Darstellung eines Grundmoduls mit Andeutung zweier
zusätzlicher Meßmodule Figur 11 eine perspektivische Darstellung eines Meßmoduls
Figur 12 einen Schnitt durch einen Meßmodul
Figur 13 einen Horizontalschnitt
durch die die Drehung des Hahnkörpers bewirktenden Teile in einem Mm modul Figur
14 eine Ansicht von oben auf den Hahnkörper und die Elektrodenkombination mit Drehantrieb
nach Figur 13 Figur 15 einen schematisierten Schnitt durch einen Grundmodul und
zwei Meßmodule Figur 16 eine perspektivische Ansicht eines aufgeklappten Grundmoduls
und eines aufgeklappten Meßmoduls Figur 17 einen Schnitt durch die Peristaltik-Schlauchpumpe
in einer ersten Schaltstellung Figur 18 einen Schnitt durch die Peristaltik-Schlauchpumpe
in einer zweiten Schaltdarstellung Figur 19 eine schematisierte Meßanordnung zur
polarographischen Analyse einer Meßlösung Figur 20 einen Meßmodul für die polarographische
Analyse in perspektivischer Darstellung.
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Bei der in Figur 1 gezeigten schematisierten Meßanordnung zur potentiometrischen
Analyse tauchen eine Meßelektrode M und eine Bezugselektrode R in eine Meßlösung
1. Die Meßelektrode M besteht aus einem-Bezugselektrodenkörper 3 aus elektrisch
nicht-leitendem Material,
der mit einem Innenelektrolyten 6, beispielsweise
einer KCl-Lösung gefüllt ist. In diese taucht ein Meßelektrodenelement 4, das aus
einem unpolärisierbaren Halbelement z. B. chloriertem Silberdraht besteht. Eine
in der Meßlösung 1 befindliche öffnung in dem Elektrodenkörper 3 ist mit einer selektiven
Membran 5 verschlossen. Diese besteht beispielsweise aus PVC mit einem eingelagerten
selektiven Carrier für diejenige Ionen-Art, die gemessen werden soll. Dies können
z. B. Wasserstoff-Ionen, Natrium-Ionen, Kalium-Ionen, Calzium-Ionen oder Magnesium-Ionen
sein.
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Die Bezugselektrode R besteht aus einem Bezugselektrodenkörper 2 aus
elektrisch nicht-leitfähigem Material, der ebenfalls mit einem Innenelektrolyten
206 gefüllt ist, in den ein Bezugselektrodenelement 7 eintaucht. Als Innenelektrolyt
206 kann die gleiche KCl-Lösung verwendet werden, wie für den Innenelektrolyten
6. Auch das Bezugselektrodenelement 7 besteht ebenso wie das Meßelektrodenelement
4 aus einem unpolarisierbaren Halbelement, z. B.
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chloriertem Silberdraht. Der Innenelektrolyt 206 steht mit der Meßlösung
1 durch einen elektrolytischen Stromschlüssel, z. B. durch ein Mikroleck 8, eine
poröse Membran oder dgl. in Verbindung.
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Der Meßelektrodenkörper 3 und der Bezugselektrodenkörper 2 bilden
galvanische Elemente, die -unterschiedliche Potentiale erzeugen. Mit einem Spannungsmeßgerät
9 wird die Potentialdifferenz gemessen. Die gemessene Potentialdifferenz ist eine
Funktion der Konzentration der in der Meßlösung 1 befindlichen Ionen, für die der
Meßelektrodenkörper 3 ausgelegt ist. Wie man der Figur 2 entnehmen kann, besteht
zwischen dem Logarithmus der Ionenaktivität log rad 7 und der Potentialdifferenz
EMK ein linearer Zusammenhang. Die Steilheit der diesen Zusammenhang bildenden Geraden
ist für einwertige
Ionen (n = 1) größer als für zweiwertige Ionen
(n = 2).
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Da man eine Potentialdifferenz mißt und die Ionenaktivität. wissen
möchte, ist es zur Umrechnung erforderlich, den Meßwert zu potentieren. Dies ist
mit einem analog oder digital arbeitenden, hier jedoch nicht näher beschriebenen
Rechenverstärker möglich.
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Der Ausgangswert des Rechenverstärkers ist auf der Abzisse von Figur
3 dargestellt. Dieser Ausgangswert kommt dann als ein auf der Ordinate der Figur
3 aufgetragener Anzeigewert durch die Anzeigevorrichtung zur Darstellung.
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Da die an den Elektroden auftretenden Potentiale von den Elektroden
abhängen und sich mit deren Alter zeigt lich verändern können und da außerdem bei
der Umrechnung und Anzeige der Meßwerte Ungenauigkeiten auftreten können, ist es
erforderlich, die Meßanordnung zu eichen. Weil sowohl die Kurve nach Figur 2 als
auch die Kurve nach Figur 3 Geraden sind und eine Gerade durch zwei Punkte eindeutig
definiert ist, ist eine exakte Eichung der Meßanordnung mit zwei Eichlösungen möglich,
die unterschiedlich aber bekannte Konzentrationen von Ionen der gleichen Art enthalten.
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Gemäß Figur 3 sollen für eine bestimmte Ionenart zwei Eichlösungen
A und B verwendet werden. Mit der Eichlösung A wird der Nullpunkt der Anzeigevorrichtung
geeicht. Mit der Eichlösung B wird eine bekannte Ionenaktivität . durch Verstärkungsregelung
eingestellt.
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Die in ausgezogenen Linien dargestellte Gerade repräsentiert die geeichte
Anzeigekurve. Die in gestrichelten Linien dargestellten Geraden repräsentieren den
Streubereich der Anzeigegeraden vor der Eichung.
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Das Meß- und Eichprinzip der bisher bekannten Meßanordnungen ist in
Figur 4 gezeigt. Bei dieser Meßanordnung sind drei Meßelektroden M1, M2 und M3 sowie
eine Bezugselektrode R entlang eines Meßlösungskanales 10 in Serie geschaltet. Der
Eingang des Meßlösungskanales 10 ist mit Anschlußschläuchen für eine Meßlösung,
für eine Spüllösung und für eine Eichlösung verbunden, die wahlweise mittels SchlauchklemmenSK
an den Meßlösungskanal 10 anschaltbar sind. Am Ende des Meßlösungskanales 10 befindet
sich eine Saugpumpe P, mittels welcher wahlweise eine der drei Lösungen durch den.Meßlösungskanal
10 hindurchsaugbar ist.
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Für jede der drei Meßelektroden müssen zum Eichen nacheinander zwei
Meßlösungen durch den Meßlösungskanal 10 hindurchgesaugt werden. Dazwischen muß
der Meßlösungskanal 10 gespült werden.
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Das Meßprinzip nach der Erfindung ist in Figur 5 demonstriert. Hier
sind ein Grundmodul K1 und zwei Meßmodule K2, K3 zu einer Meßanordnung zusammengeschaltet.
Der Grundmodul K1 enthält eine Meßelektrode M1, der eine Bezugselektrode R1 zugeordnet
ist. Die Meßelektrode M1 und die Bezugselektrode Ri sind unmittelbar nebeneinander
angeordnet und stehen mit der gleichen Meßkammer in Verbindung (hier nicht dargestellt).
Die Meßkammer kann wahlweise in den Meßlösungskanal 10 eingeschaltet werden oder
in einen von zwei Eichlösungskanälen 21A oder 21B. Jeder der beiden Eichlösungskanäle
ist mit einem Eichlösungsbehälter A1 bzw. B1 verbunden. Die an der Meßelektrode
M1 und der Bezugselektrode R1 vorbeigeführte Eichlösung wird dann einem Eichlösungssammelkanal
21 zugeführt.
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Der Meßmodul K2 enthält eine Meßelektrode M2 und eine
dieser
zugeordnete Bezugselektrode R2. Die Meßkammer für diese beiden Elektroden kann entweder
in den Meßlösungskanal integriert werden oder in einen von zwei Eichlösungskanälen
22A, 22B. Jeder der beiden Eichlösungskanäle ist mit einem separaten Eichlösungsbehälter
A2, B2 verbunden. Die Eichlösung wird nach dem Durchlaufen der Meßkammer für die
Meßelektrode M2 und die Bezugselektrode R2 in einem Meßlösungssammelkanal 22 eingeleitet.
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Der Meßmodul';K3 weist eine Meßelektrode M3 und eine Bezugselektrode
R3 auf. Die gemeinsame Meßkammer für diese beiden Elektroden ist wiederum in den
Meßlösungskanal 10 intergrierbar oder in einen von zwei separaten Eichlösungskanälen
23A oder 23B Jeder der beiden Eichlösungskanäle ist mit einem separaten Elchlösungsbehälter
A3, B3 verbunden. Die durch die Meßkammer hindurchgeführte Eichlösung wird einem
Eichlösungssammelkanal 23 zugeführt. Die Eichlösungssammelkanäle 21, 22, 23 sowie
der Meßlösungskanal 10 sind in dem Grundmodul K1 an ihrem Ausgang mit einer Saugpumpe
P verbunden, die entweder auf den Meßlösungskanal 10 eine Sogwirkung ausübt oder
auf die Eichlösungssammelkanäle 21, 22, 23.
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Bei der in Figur 5 dargestellten Meßanordnung sind die Meßkammern
für die Elektroden der einzelnen Module beim Messen so in die Meßlösungsleitung
10 integriert, daß sie in Strömungsrichtung in Serie liegen, während sie beim Eichen
in die eingeschalteten Eichlösungskanäle integriert sind, derart, daß die Eichlösungen
parallel durch sie hindnrchfließen.
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In Figur 6 ist schematisiert gezeigt, wie der Meßelektrodenkörper
3 und der Bezugselektrodenkörper 2 in Bezug auf den Meßlösungskanal. 10 angeordnet
sind, durch
den die Meßlösung 3 hindurchgeführt ist. Es sind hier
die gleichen Bezugszeichen wie in Figur 1 verwendet.
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Wesentlich ist hier, daß der Meßelektrodenkörper 3 und der Bezugselektrodenkörper
2 mit der gleichen Meßkammer 11 in Verbindung stehen, die in den Meßlösungskanal
integriert ist.
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Das Mikroleck 8 ist bei der Ausführungsform gemäß Figur 6 dadurch
gebildet, daß der hier zapfenförmig ausgebildete Meßelektrodenkörper 3 am Ende angeschrägt
ist und in den Innenraum des entsprechend weiter ausgebildeten Bezugselektrodenkörpers
2 eingesteckt ist.
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Die Anschrägung schneidet die Meßkammer 11 an, wodurch ein geringer
Spalt, nämlich das Mikroleck 8 gebildet ist. Ferner enthält der Bezugselektrodenkörper
2 einen durch gestrichelte Linien angedeuteten Spüllösunqskanal 12, der so gerichtet
ist, daß die aus ihm austretende Spüllösung auf die selektive Membran 5 des Meßelektrodenkörpers
1 trifft und dadurch eine besonders gute Reinigungswirkung entfaltet.
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Bemerkenswert bei der Figur 6 ist ferner, daß das Mikroleck 8 in Strömungsrichtung
der Meßlösung 3 hinter der selektiven Membran 5 liegt, nämlich am Ende der Meßkammer
11. Dadurch wird gewährleistet, daß aus dem Bezugselektrodenkörper 2 durch das Mikroleck
8 austretende Innenlösung 206 das Meßergebnis nicht verfälschen kann.
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Eine konstruktive Realisierung des in Figur 6 allgemein dargestellten
Prinzips ist in den Figuren 7, 8 und 9 gezeigt.
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Der in den Figuren 7 und 8 gezeigte Bezugselektrodenkör-
per
2 weist einen Einsatz 19 mit Innengewinde 31 auf, In dieses Innengewinde ist ein
Bezugselektrodenstecker 83 mit Bezugselektrodenelement 7 eingeschraubt. Das Bezugselektrodenelement
ist als Ableitstift ausgebildet, der in eine Durchbohrung 213 taucht, welche den
Innenelektrolyten enthält. Durch den rotationssymmetrischen Bezugselektrodenkörper
2 erstreckt sich quer zu dessen Achse ein Verbindungskanal 10b, der die Durchbohrung
213 kreuzt. An der Kreuzungsstelle mündet ein schräg verlaufender Spüllösungskanal
12. Der Bezugselektrodenkörper 2 enthält ferner an seinem Ende eine Erweiterung
der Durchbohrung 213 mit einem Innengewinde 18.
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Der Meßelektrodenkörper 3 ist ebenfalls rotationssymmetrisch ausgebildet.
Er enthält einen Einsatz 20 mit Innengewinde 32, in das ein Meßelektrodenstecker
84 mit einem Meßelektrodenelement 4 eingeschraubt wird. Das Meßelektrodenelement
4 ist als Ableitstift ausgebildet, der in eine Sacklochbohrung 14 eintaucht. Die
Sacklochbohrung 14 endet in einem konzentrischen Zapfen 33, dessen Außendurchmesser
gleich dem Innendurchmesser der Durchbohrung 213 in dem Bezugselektrodenkörper 2
ist. Der Zapfen 33 enthält einen quer zur Achse verlaufenden Meßkammer-Kanal 10c,
der die Meßkammer 11 in Figur 6 bildet. Die Sacklochbohrung 14 steht mit dem Meßkammer-Kanal
10c durch die selektive Membran 5 in Verbindung. Der Zapfen ist in seinem Ansatzbereich
erweitert und mit einem Außengewinde 17 versehen, das zu dem Innengewinde 18 an
dem Bezugselektrodenkörper 2 paßt.
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Der Hahnkörper 13 ist, wie man insbesondere der Figur 9 entnehmen
kann, ringförmig ausgebildet und weist eine konische Durchbohrung 15 auf. Zu dieser
konischen Durchbohrung 15 ist ein Endabschnitt 16 des Bezugselektrodenkörpers 2
passend geformt. Der Hahnkörper 13 weist einen Meßlösungskanal-Abschnitt 10a auf,
der über Quetschkupp-
lungen 35 mit dem von einem Schlauch gebildeten
Meßlösungskanal 10 verbunden ist. Ferner weist der Hahnkörper 13 zwei Eichlösungs-Zuführkanalabschnitte
21a, 21b auf, die über Quetschkupplungen 35 mit den von Schläuchen gebildeten Eichlösungskanälen
21A, 21B verbunden sind. Ausgehend von einer Ringnute 34 an der Innenseite der konischen
Durchbohrung 15 weist der Hahnkörper 13 ferner einen Eichlösungskanal-Sammelabschnitt
21c auf, der durch eine Quetschkupplung 35 mit einem von einem Schlauch gebildeten
Eichlösungs-Sammelkanal 21 verbunden ist.
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Wenn, wie in Figur 8 gezeigt, der Bezugselektrodenkörper 2 mit seinem
konischen Einsatzabschnitt 16 in die konische Durchbohrung 15 des Hahnkörpers 13
eingesetzt ist, und wenn dann der Meßelektrodenkörper 3 in den Bezugselektrodenkörper
eingeschraubt ist, derart, daß der Meßkammer- Kanal 10c mit dem Verbindungskanal
1Ob fluchtet, so kann durch Relativverdrehung der aus dem Bezugselektrodenkörper
2 und dem Meßelektrodenkörper 3 gebildeten Elektroden-Kombination gegenüber dem
Hahnkörper 13 wahlweise Meßlösung oder Eichlösung durch den Meßkammer-Kanal 10c
geführt werden. Bei'Bedarf kann außerdem noch eine Spülung des Meßkammer-Kanales
10c dadurch erfolgen, daß Spüllösung durch den Spüllösungskanal 12 in den Meßkammer-Kanal
10c eingespritzt wird.
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Figur 10 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Grundmodul K1
mit zwei Meßmoduln K2 und K3. Der Grundmodul K1 weist ein Leuchtbandinstrument 36
sowie zwei Eichknöpfe 37, 38 auf. Ferner sind zwei Knöpfe 39, 40 zur Einstellung
von Grenzwerten vorgesehen. Wenn die eingestellten Grenzwerte über- bzw. unterschritten
werden, so kann Alarm ausgelöst und/oder eine therapeutische Maßnahme beispielsweise
eine Infusion eingeleitet werden. Im letztgenannten Falle befindet sich der Patient
dann in einem rückgekoppelten System (closed loop). Dies ist beispielsweise wichtig
bei der Blutilberwachung
von Patienten. Das Blut des Patienten
kann direkt durch die Meßanordnung geführt werden. An Ausgängen 41 können die Grenzwerte
in Form von elektrischen Signalen zur weiteren Auswertung abgenommen werden.
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Der Grundmodul K1 enthält ferner einen Netzschalter 42, eine Netzkontrollampe
43 sowie eine Batteriekontrollampe 44. An Druckknöpfen 45, 46 und 47 kann eingestellt
werden, ob mit Eichlösung A oder Eichlösung B geeicht werden soll oder ob gemessen
werden soll.
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Die jeweils eingestellte Funktion kann an K-cntrollampen 48, 49, .50
abgelesen werden.
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Der in Figur 11 perspektivisch dargestellte Meßmodul K2 ist praktisch
gleich aufgebaut wie der Modul K1.
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Im Unterschied zu letzterem enthält er jedoch keine Pumpe. Ferner
wird vom Grundmodul K1 aus gesteuert.
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Damit ist gemeint, daß die Umschaltung zwischen Messen und Eichen
für alle Moduln vom Grundmodul K1 aus erfolgt.
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Der Meßmodul K2 hat jedoch eine eigene Stromversorgung.
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An beiden Seiten jedes Meßmoduls befinden sich Steckerleisten 51.
Über diejenige an der sichtbaren Seite erhält der Meßmodul K2 von dem Grundmodul
K1 Steuersignale, die über die Steckerleiste an der anderen Seite an die anderen
Moduln weiter tbertraqen werden. Ferner b('findel sich an beiden Seiten jedes Moduls
Kupnlungsleisten 52. Über diejenige an der sichtbaren Seite führt der Meßmodul K2
seine und die von den anderen Meßmoduln kommenden Eichlösungen sowie die Meßmoduln
durchströmende Meßlösung dem Grundmodul K1. An dem Grumdmodul K1 befinden sich für
die Kupplungen und Stecker entsprechende Gegenstücke. Gleiches gilt für die anderen
Meßmoduln. Wenn an die Kupplungen der Kupplungsleiste 52 keine Gegenstücke
angeschlossen
sind, so schließen diese selbsttätig.
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Figur 12 zeigt einen Schnitt durch den Meßmodul K2.
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Dieser weist eine vorn überstehende Deckplatte 53 mit Scharnier 54
aus durchsichtigem Kunststoff auf.
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Ein oberer Zwischenboden 55 ist durchgehend auf kleinen Winkelträgern
56 der Seitenwände befestigt und trägt auf der Oberseite den feststehenden Hahnkörper
13 und die Schläuche für Meß- und Eichlösungen. Unter dem Zwischenboden 55 ist der
hintere Teil des Moduls durch eine Zwischenwand 57 - parallel zur Rückwand 58 -abgetrennt,
wodurch ein Raum für zwei nebeneinanderstehende Flaschen A2, B2 mit den Eichlösungen
entsteht.
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Ein rundes Loch in dem Zwischenboden 55 nimmt den Hahnkörper 13 und
die darin befindliche Elektrodenkombination aus Bezugselektrodenkörper 2 und Meßelektrodenkörper
3 auf. In den Meßelektrodenkörper 3 ist ein Koaxialstecker 61 eingesteckt, der einen
Impedanzwandler enthält, welcher über eine Leitung 63 mit einer Verstärkerplatine
64, die sich auf einem weiteren Zwischenboden 65 befindet, verbunden ist. In den
Bezugselektrodenkörper 2 ist ein Koaxialstecker 59 eingesteckt, der ebenfalls einen
Impedanzwandler enthält, welcher.über eine Leitung 56 mit der Verstärkerplatine
64 verbunden ist. Die Impedanzwandler sind Operationsverstärker mit einem sehr hochohmigen
Eingang und einem niederohmigen Ausgang. Sie passen den hochohmigen Ausgang der
Elektroden widerstandsmäßig an die nachgeschaltete Elektronik auf der Verstärkerplatine
64 an, die dadurch besonders einfach und preiswert ausgeführt werden kann.
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Dadurch, daß die Impedanzwandler unmittelbar am Ausgang der Elektroden
sitzen, werden Störeinflüsse von außen, die sonst auf hochohmigen Leitungen auftreten,
ausgeschlossen. Die Verstärkerplatine 64 ist über Anschlüsse
67
mit einer weiteren Verstärkerplatine 68 verbunden, die auf einem Zwischenboden 69
ruht. Die letztgenannte Verstärkerplatine 68 steht mit dem Anzeigeinstrument 36
sowie den Eichknöpfen 37, 38 und den Grenzwert-Einstellknöpfen 39, 40 in Verbindung.
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Die Figur 13 zeigt eine vergrößerte Darstellung der Elektrodenkombination
mit Verstellmechanismus in Seitenansicht und Figur 14 in einer Ansicht von oben,
wobei der Zwischeboden 55 hier weggelassen ist. Der Hahnkörper 13 ist unter dem
Zwischenboden 55 angeordnet und gegen Verdrehen arretiert. Auf dem Meßelektrodenkörper
3 sitzt fest ein Stellrad 70 mit Hohlkehle 71. In die Hohlkehle 71 greift zwecks
Bildung eines Friktionstriebes ein O-Ring 72, der auf einem Antriebsrad 73 sitzt.
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Das Antriebsrad 73 wird von einem Motor 74 über ein Untersetzungsgetriebe
75 angetrieben. Der Motor und das Getriebe sind an einer Winkelhalterung 76 befestigt,
welche ihrerseits an dem Zwischenboden 55 angeschraubt ist. Auf dem Stellrad 70
sind drei Mikroglühlampen 77 im Winkel von 300 zueinander versetzt angeordnet. An
der Unterseite des Hahnkörpers 13 befindet sich eine fest mit diesem verbundene
Halteplatte 78 mit einem Differential-Fotodetektor 79, auf den Licht von unten durch
eine Lochblende 80 fallen kann. Die drei Mikroglühlampen 77 sind so ausgerichtet,
daß jeweils dann, wenn gleich viel Licht von der entsprechenden Mikroglühlampe auf
die beiden(in den Zeichnungen nicht sichtbaren) Fotozellen des Differential-Fotodetektors
79 fällt, eine der drei Drehstellungen der Elektrodenkörperkombination 2, 3 "Eichen
A", "Eichen B" und "Messen" in dem Hahnkörper 13 erreicht ist und der Umschaltvorgang
durch Abstoppen des Motors 74 beendet wird. Die beschriebene Schaltung gewährleistet
durch die Verwendung des Diffe-
rential-Fotodetektors 79 eine exakte
und reproduzierbare Bestimmung der erwähnten drei Drehstellungen und damit ein genaues
Fluchten der einander zugeordneten Kanäle in der Elektrodenkörperkombination 2,
3 und dem Hahnkörper 13. Das Untersetzungsgetriebe hat seinen Drehpunkt bei 81.
Es wird bei Drehung durch den Motor 74 in einer Richtung entgegen der Kraft einer
Rückholfeder 82 verstellt.
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Die Figur 15 entspricht der Figur 5; sie zeigt jedoch die einzelnen
Elemente der Meßanordnung genauer. Insbesondere erkennt man hier, wie statt der
in Figur 5 allgemein bezeichneten Meßelektroden M und Bezugselektroden R die Elektroden-Kombination
gemäß den Figuren 7, 8 und 9 eingesetzt ist. Man erkennt auch, wie die Schlauchverbindungen
der einzelnen Moduln mittels der an den Seitenwänden vorgesehenen Kupplungsstücke
52 zusammengekuppelt. sind.
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Wie bereits beschrieben, erfolgt das Absaugen der Meß- und Eichlösungen
über die Pumpe P. Da bei der Arbeitsweise der Meßanordnung Messungen bzw. Eichungen
zeitlich einander abwechseln und niemals gemeinsam durchgeführt werden können, ist
es sinnvoll, die verbrauchte Meßlösung unabhängig von den verbrauchten Eichlösungen
abzupumpen. Aus diesem Grunde besteht die Pumpe P aus zwei Teilen 100 und 101, die
funktionell durch eine entsprechend ausgeführte Kupplung 102 getrennt und alternativ
betätigt werden können. Ein solch getrenntes Abpumpen der Meß- und Eichlösungen
ist deswegen sinnvoll, weil sonst z. B. während der zeitlichen Phase des Messens
die Schläuche für die verbrauchten Eichlösungen ständig "leergepumpt" werden bzw.
umgekehrt würde während der Eichungen der Schlauch für die Meßlösung "leergepumpt".
Da alle Ableitungsschläuche aus plastischem Material bestehen, wie z. B. PVC, würde
ein solches "Leerpumpen" die Elastizität der Schläuche auf die Dauer erheblich beeinträchtigen
und zu einem
vorzeitigen Verschleiß des Schlauchmaterials führen.
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Die Pumpe selbst ist in ihrer Funktion eine sogenannte Peristaltik-Schlauchpumpe,
d. h. die absaugenden Schläuche sind mit einer gewissen Spannung um die Pumpe P
herumgelegt und werden durch Rotieren der Hebel mit Rollen in einem bestimmten Drehsinn
ausgequetscht. Wie bei der peristaltischen Bewegung des Darmes läuft so die gequetschte
Stelle über den Schlauch in einer bestimmten Richtung und treibt den Inhalt vor
sich her. Die um die Peristaltik-Pumpe herumgeführten Schläuche gehen von einer
Art "Klemmbrett" 103 aus und sind dort an Schlauch-Kupplungen 35 befestigt. Die
um die Pumpe P herumgeführten Enden der leerzupumpenden Schläuche sind wiederum
- wie man in Figur 16 nicht erkennen kann- an das Klemmbrett 103 angeklemmt und
mit einem gemeinsamen Abwasserschlauch 98a verbunden. Der Abwasserschlauch 98a führt
in einen Abwasserbehälter 98.
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In Figur 15 ist die Pumpe P der Einfachheit halber liegend dargestellt.
In der Praxis ist sie stehend angeordnet, wie man der Figur 16 entnehmen kann, die
den Grundmodul K1 und einen Meßmodul K2 mit geöffneten Deckel 53 zeigt. Die Schläuche
zwischen den Moduln sind hier durch öffnungen 99 in den Seitenwänden der Moduln
hindurchgeführt, d . h. Steckkupplungen sind hier nicht vorgesehen.
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In den Figuren 17 und 18 ist eine praktische Realisierung der Peristaltik-Schlauchpumpe
in zwei Funktionsstellungen im Schnitt dargestellt.
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Die Peristaltik-Schlauchpumpe P weist eine Gehäusehülse 130 auf, die
an der Unterseite des Zwischenbodens 55 befestigt ist. Die Gehäusehülse 130 weist
an
ihrer Unterseite einen Lagerflansch 106 auf, durch den eine
Antriebswelle 104 geführt ist. Auf der Antriebswelle 104 sitzt vertikal verschiebbar
eine Innenhülse 112, die in einer Außenhülse 105 drehbar gelagert ist, jedoch gegenüber
dieser nicht axial verschiebbar ist.
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Durch einen nicht dargestellten Verstellmechanismus ist es möglich,
die Außenhülse 105 in der Gehäusehülse 103 anzuheben (Figur 18) oder abzusenken
(Figur 17).
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Auf der Innenhülse sitzt drehbar ein Teller 113 mit drei darauf in
einem Winkel von 1200 verteilt angeordneten vertikalen Rollen 108, von denen nur
eine dargestellt ist. Der Teller 113 und die Rollen 108 bilden den Pumpenteil 100
für die verbrauchte Eichlösung.
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Die Innenhülse 112 verbreitert sich oben zu einem Teller 114, der
um die Antriebsachse 104 eine Ausnehmung bildet. In dieser Ausnehmung befindet sich
ein fest auf der Antriebsachse 104 angeordnetes Mitnehmerelement 109, welches an
diametral gegenüberliegenden Stellen zwei Aussparungen aufweist, in die Stifte 115
eingreifen, die sich von der Innenhülse 112 in der Ausnehmung nach oben erstrecken
und dadurch eine drehfeste Verbindung zwischen der Innenhülse 112 mit dem Teller
114 und der Antriebsachse 104 bilden.
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Auf dem Teller 114 sitzt ein weiterer Teller 110, der ebenfalls drei
vertikale Rollen 107 trägt, die um 1200 versetzt auf dem Teller 110 angeordnet sind.
Von diesen Rollen 107 ist ebenfalls nur eine dargestellt. Der Teller 110 und die
Rollen 107 bilden den Pumpenteil 101 für die verbrauchte Meßlösung. Auch der Teller
110 weist unten an seiner Innenseite eine Ausnehmung auf, in der sich zwei von dem
Teller 110 ausgehende Stifte
111 nach unten erstrecken. Diese Stifte
tauchen im abgesenkten Zustand der 7nnenhülse 112 und der Außenhülse 105 (Figur
17) in die Aussparungen des Mitnehmerteiles 109 ein, so daß der Pumpenteil 101 in
Figur 17 von der Antriebswelle 104 mitgenommen wird. Der Pumpenteil 102 wird dagegen
nicht mitgenommen, weil zwischen den Rollen 108 und dem Teller 114 ein Luftspalt
besteht.
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In Figur 18, wo die Innenhülse 112 und die Außenhülse 105 angehoben
sind, sind dagegen die Stifte 111 aus den Aussparungen des Mitnehmerteiles 109 herausgehoben,
wodurch der Pumpenteil 101 nicht mitgenommen wird. Dagegen besteht zwischen dem
Teller 114 und den Rollen 108 ein Reibschluß, durch welchen das Pumpenteil 100 mitgenommen
wird.
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Figur 19 zeigt eine schematisierte Meßanordnung zur polarographischen
Analyse einer Meßlösung. Mit der polarographischen Analyse wird beispielsweise der
Sauerstoffpartialdruck in der Meßlösung ermittelt.
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Die Meßelektrode besteht hier aus einem dünnen Platindraht 116, der
in einem hochisolierenden Material, z. B. Glas 117 eingeschmolzen ist. Dieses Glas
ist von einem ringförmigen Silbermantel 118 umgeben. Der Glaskörper 117 mit dem
Platindraht 116 und dem Silbermantel 118 sind in eine Elektrolytlösung 119, z. B.
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in eine verdünnte KCl-Lösung eingetaucht. Die Elektrolytlösung 119
befindet sich in einem Elektrodenkörper 120, der an seiner Unterseite eine dünne
sauerstoffdurchlässige Teflon-Membran 121 aufweist. Der Elektrodenkörper 120 mit
der darin befindlichen Elektrode 116 wird in die Meßlösung getaucht. Die Meßlösung
beeinflußt durch die Membran 121 hindurch den elektrischen Widerstand zwischen dem
Silbermantel 118 und der Pla-
tinelektrode 116. Dieser Widerstand
wird dadurch gemessen, daß der Silbermantel 118 und die Platinelektrode 116 in einen
Stromkreis mit einer Batterie 131 und einem sehr empfindlichen Strommeßgerät 132
eingeschaltet werden. In gleicher Weise ist es möglich, den Partialdruck anderer
Gase, z. B. den von Kohlendioxyd in der Meßlösung zu messen. In diesem Falle muß
die Membran 121 für das betreffende andere Gas spezifisch durchlässig sein.
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Der wesentliche Unterschied zwischen einer Meßanordnung zur potentiometrischen
Analyse und derjenigen zur polarographischen Analyse besteht also in dem Wegfall
einer Bezugselektrode sowie in dem zusätzlichen Vorhandensein einer Konstanzspannungsquelle.
Ferner müssen für die polarographische Meßanordnung entsprechende Eichlösungen bzw.
Eichgase mit bekannten Partialdrücken zur Verfügung stehen.
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In Abänderung der Meßanordnung zur potentiometrischen Analyse wird
bei der Meßanordnung zur polarographischen Analyse anstelle der Bezugselektrode
ein blinder Elektrodenzapfen verwendet. Ferner wird in jedem Meßmodul eine Trockenbatterie
als Konstanzspannungsquelle verwendet.
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Die Eichgase bzw. Eichlösungen werden ebenfalls in entsprechenden
Behältern in den Moduln vorgesehen.
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Figur 20 zeigt einen Meßmodul für die polarographische Analyse einer
Meßlösung, der im Prinzip gleichgestaltet ist wie der in Figur 11 dargestellte Meßmodul
für die potentiometrische Analyse. Im Unterschied zur letzteren sind auf seiner
vorderen Pultfläche lediglich zwei Anzeigeinstrumente vorgesehen, von denen das
obere 122 die angelegte Konstanz spannung anzeigt, die über einen
Knopf
123 einstellbar ist. Das darunter befindliche Anzeigeinstrument 124 zeigt den Partialdruck
des Sauerstoffes, der in mmHg gemessen wird. Alle übrigen Elemente sind die gleichen
wie bei dem potentiometrischen Meßmodul nach Figur 11 und daher auch mit gleichen
Bezugsziffern bezeichnet worden.