DE3409003A1 - Messfuehler zur messung der metallionenkonzentration - Google Patents

Messfuehler zur messung der metallionenkonzentration

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DE3409003A1
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    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/85Investigating moving fluids or granular solids
    • G01N21/8507Probe photometers, i.e. with optical measuring part dipped into fluid sample

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  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)

Description

PRINZ, LEISEFi, BUNKE & PARTNER
Patentanwälte turapcaii Pnlt-nt Altumcys
München „ Stuttgart 3 4 0 9 0 0
Shipley Company Inc. 12. März 1984
2300 Washington Street
Newton, Massachusetts 02162
V.St.A.
Unser Zeichen: S 3198
Meßfühler zur Messung der Metallionenkonzentration
Die Erfindung betrifft einen Meßfühler zur Messung der Konzentration gelöster Metalle in einer Lösung, insbesondere einen Meßfühler, der direkt in eine Lösung eingetaucht werden kann, welche ein gelöstes Metall enthält.
Zahlreiche Lösungen enthalten gelöste Metalle, deren Konzentration sich im Verlauf der Anwendung der Lösung ändern kann. Bei solchen Lösungen ist es oft erwünscht oder notwendig, die sich ändernde Konzentration eines gelösten Metails periodisch oder kontinuierlich zu bestimmen. Wenn zum Beispiel die sich verändernde Konzentration eines gelösten Metalls einen vorbestimmten Wert erreicht, so kann es erforderlich werden, neues Metall einzubringen oder einen Teil des Metalles zu entfernen, so daß die Metallkonzentration ungefähr auf den ursprünglichrn Wert zurückgebracht wird. Die Notwendigkeit des Wiederauffüllens
tritt insbesondere bei Lösungen zur Metallplattierung ein; insbesondere bei Lösungen zum chemischen bzw. nichtelektrischen Plattieren, wie sie zum Beispiel in der US-PS 3 728 137 (zum Plattieren mit Kupfer) und der US-PS 3 719 508 (zum Plattieren mit Nickel) beschrieben sind. Die Eigenschaften von derartigen Lösungen verändern sich in dem Maße, wie das für die Plattierung verwendete Metall dadurch verbraucht wird, daß es auf einem Substrat abgelagert wird; diese Veränderungen äußern sich in einer Abnahme der Plattierungsgeschwindigkeit und einer Änderung der Eigenschaften des abgelagerten Metalls. Um solche Veränderungen zu vermeiden, werden diese Lösungen periodisch wieder aufgefüllt, wodurch die sich verbrauchenden Bestandteile, insbesondere das zur Plattierung verwendete Metall, auf ihre anfänglichen Konzentrationswerte zurückgebracht werden. Bei Lösungen zum Ätzen von Metall, zum Beispiel solchen, wie sie (zum Ätzen von Kupfer) in der US-PS 3 650 957 beschrieben sind, kann die Ätzgeschwindigkeit bei einem Ansteigen der Konzentration an abgeätztem Metall auf einen unerwünscht hohen Wert absinken, und unerwünschte Ablagerungen können auf der geätzten Oberfläche auftreten. Um diese Veränderungen der Eigenschaften der Ätzmittel zu vermeiden, muß ein Teil des geätzten Metalls durch bekannte Verfahren periodisch entfernt werden.
Wenn als Erläuterungsbeispiel Lösungen zum Aufplattieren von Metallen betrachtet werden, so ist es bekannt, daß die Konzentration der Bestandteile von solchen Lösungen periodisch durch chemische Analyse überwacht werden kann,
OQ in einigen Fällen auch durch eine kontinuierliche Analyse unter Anwendung von komplizierten Analyseeinrichtungen, wie sie zum Beispiel in den US-PSen 3 532 519, 3 951 602, 4 002 786 und 4 096 301 beschrieben sind. Die zur Überwachung verwendeten Geräte sind üblicherweise entfernt
or- von der Plattlerungslösung angeordnet, denn diese Lösungen sind korrodierend und greifen die Geräte an. Infolgedessen
4- 340G0G3
wird üblicherweise eine Probe der Lösung zu einer von dieser Lösung entfernten Stelle gepumpt, um dort analysicM-t zu werden. Dies ist aber für zahlreiche Anwendungen unerwünscht, weil eine besondere Eigenschaft dieser Lösungen darin besteht, daß sie unstabil sind und daß geringe, aus der Lösung entnommene Mengen oxidieren können und dazu neigen, daß das Metall aus der Lösung in unkontrollierter Weise herausplattiert, wodurch Metallablagerungen auf den Meßfühlern und auf allen Oberflächen entstehen, die mit den entnommenen Lösungsproben in Berührung kommen. Hierdurch wird eine genaue Messung der Bestandteile der Lösung äußerst schwierig, wenn nicht unmöglich. Überdies tritt eine Zeitverzögerung auf, weil erst die Probe aus dem Lösungsbehälter entnommen werden muß, so daß die entnommene Probe nicht mit Sicherheit repräsentativ für die gesamte Lösung innerhalb des Lösungsbehälters ist.
In der gleichzeitig anhängigen US-Patentanmeldung Nummer 169 129 vom 15. Juli 1980 ist ein Meßkopf oder Meßfühler zur colorimetrischen Erfassung der Konzentration eines gelösten Metalls in einer Plattierungslösung beschrieben. Dieser Meßfühler kann in eine Lösung eingetaucht werden, die ein gelöstes Metall enthält. Der Meßfühler oder Meßkopf hat die Gestalt eines starren, lichtdurchlässigen Blocks, der an seinem unteren Ende eine Rille mit offenem Ende und.rechtwinkligem Querschnitt aufweist, welche einen gestreckten Kanal begrenzt. An den einander gegenüberliegenden Enden des gestreckten Kanals befinden sich voneinander beabstandete parallele Wandungen; in der einen Wandung ist ein Sensor eingebettet, während in der gegenüberliegenden Wandung eine Lichtquelle eingebettet ist, die mit.dem Sensor fluchtet. Der Sensor und die Lichtquelle bzw. Lampe sind über elektrische Leiter angeschlossen, die ebenfalls in dem starren Block eingebettet sind und aus diesem als flexible Leitung nach oben und aus dem oberen Bereich des Behälters herausführen. Der Meßfühler ist auf einem hin- und herbewegten Rahmen montiert, und durch die Bewegung des Rahmens wird die Lösung veranlaßt,
durch den gestreckten Kanal zwischen Sensor und Lichtquelle zu strömen, wobei der Sensor dann die Intensität des von der Lichtquelle zu dem Sensor gelangenden Lichtes erfaßt. Veränderungen werden' über die Leitung zu einer
D Steuervorrichtung signalisiert, welche die Entfernung eines Teiles der Lösung oder das Wiederauffüllen der Lösung mit Lösungsbestandteilen veranlassen kann.
Der oben beschriebene Meßfühler oder Meßkopf ist eine n kostengünstige, innerhalb der Plattierungslösung leicht anzuwendende Vorrichtung, welche eine einfache Kontrolle bzw. Steuerung des Lösungsgehaltes an gelöstem Metall ermöglicht. Die das gelöste Metall enthaltenden Lösungen sind aber korrodierend, und es wurde gefunden, daß bei längerer Anwendung des beschriebenen Meßfühlers gewisse 5
Leckstellen auftreten und die metallischen Teile desselben durch die korrodierende Flüssigkeit angegriffen werden können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Meßfühler oder Meßkopf zur colorimetrischen Bestimmung der Lösungskonzentration eines Metalles, das der Lösung eine Färbung verleiht, zu schaffen, der direkt in den Behälter der Plattierungslösung eingebracht werden kann, ohne daß eine Gefahr seiner Beschädigung durch Korrosion besteht.
Der Meßfühler oder Meßkopf nach der Erfindung umfaßt zwei gestreckte optische Elemente, deren untere Enden im'Abstand voneinander und miteinander optisch fluchtend angeordnet sind, so daß die Lösung zwischen den Enden der
optischen Elemente durchströmen kann. Das obere Ende des einen der beiden optischen Elemente grenzt an eine Lichtquelle an, während das andere optische Element mit seinem oberen Ende an eine Zelle angrenzt, die imstande ist, Veränderungen der Lichtenergie in elektrische Signale
umzusetzen, zum Beispiel eine Fotozelle. Im Gebrauch werden die unteren Teile der optischen Elemente des
Jl 340 3003
Meßkopfes oder Meßfühlers in die Lösung eingetaucht, welche das gelöste Metall enthält, während die oberen Enden dieser optischen Elemente sich oberhalb des Flüssigkeitsspiegels befinden. Das Licht gelangt durch das eine optische Element nach unten, durchdringt die metallhaltige Lösung und tritt in das zweite optische Element ein, durch welches es bis zu der Fotozelle geführt wird, wo es in ein elektrisches Signal umgesetzt wird. Während sich die Konzentration des gelösten Metalles in der Lösung verändert, ändert sich auch die optische Dichte der Lösung, denn die Färbung der Lösung steht in direktem Zusammenhang mit der Konzentration des Metalles, welches in Form von Metallkomplexen in der Lösung auftritt. Eine Veränderung der optischen Dichte der Lösung führt zu einer entsprechenden Veränderung der Intensität des Lichtes, das von dem einen optischen Element zu dem anderen gelangt, und folglich zu einer Veränderung der durch die Fotozelle erfolgten Spannung. Diese Spannungsänderung kann verwendet werden, um eine Pumpeinrichtung zu aktivieren und der Lösung Metall hinzuzufügen, indem ein Wiederauffüllen mit einer Lösung stattfindet, die eine hohe Konzentration des gelösten Metalles aufweist, oder aber um einen Teil der Lösung durch einen Verdünner zu ersetzen und den Gehalt an gelöstem Metall zu vermindern·
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die in dem Meßkopf bzw. Meßfühler enthaltenen optischen Elemente als relativ dicke, einzelne Lichtleiter-
„Q stäbe ausgebildet, die aus "geeigneten Rohlingen gezogen werden. Diese Ausführungsform wird gegenüber herkömmlicheren Lichtleitfaserbündeln aus dünnen Fasern bevorzugt, denn es wurde gefunden, daß die Lösung ein gewisses Bestreben aufweist, in ein Lichtleitfaserbündel·
„,. einzudringen und wie in einem Docht nach oben zu steigen, was zum Korrodieren und zur Beschädigung des Meßkopfes führt.
409003
•j Hei einer bevorzugten Ausführungsform wird als typische liÖHumj, diM-on Meta] 1 cjoha ] t durch die erfindungsgemäße Vorrichtung überwacht wird, eine Lösung zum chemischen bzw. stromlosen Aufplattieren von Kupfer verwendet, die
P3 folgende Zusammensetzung hat:
Kupfersulfatpentahydrat 10 g
Weinsäure 12g
Paraformaldehyd 7 g
,Q Natriumzyanid 0,005 g
Natriumhydroxid (28 %ige Lösung) 35 ml Wasser 1 Ltr.
Im Verlauf der Anwendung dieser Plattierungslösung wird komplexiertes Kupfer, d. h. der gefärbte Bestandteil der
Lösung, durch das Herausplattieren verbraucht, so daß seine Konzentration abnimmt. Durch die verringerte Konzentration des Kupferkomplexes wird das Spektrum des die Lösung durchdringenden Lichtes nicht merklich verändert, wohl aber die optische Dichte der Lösung und infolgedessen die die Lösung durchdringende Lichtenergie, d. h. die Intensität des nach Durchdringen der Lösung empfangenen Lichtes. Dies bedeutet, daß bei allen Wellenlängen mehr Licht die Lösung durchdringen kann, wenn die Konzentration
des in der Lösung enthaltenen Kupfers abnimmt. Wenn die 25
Konzentration des Kupfers verschwindend gering wird, so entspricht die wahrgenommene Färbung der Lösung der des normalen Wassers. Bei einer Kupferkonzentration von 100 % hat die Lösung eine intensive Färbung, die der Farbe
königsblau entspricht, und behält diese Blaufärbung, 30
während das Kupfer der Lösung entzogen wird, jedoch nimmt die Intensität der Blaufärbung ab, bis praktisch sämtliches Kupfer aus der Lösung herausplattiert ist, und infölqodossen durchdringt mehr Licht bei allen Wellenlängen die Lösung, wenn diese eine geringere Kupferkon-
zentration aufweist. Die Differenz der die Lösung durchdringenden Lichtintensität kann mittels eines Colorimeters
_JJ 3 4 0 0 0 0
abgemessen werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Vorderansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Meßkopfes oder Meßfühlers zur Verwendung in einem Behälter;
Fig. 2 eine Seitenansicht des in Fig. 1 gezeigten Meßkopfes oder Meßfühlers;
Fig. 3 eine Draufsicht des in Fig. 1 gezeigten Meßkopfes bzw. Meßfühlers, wobei eine Deckelplatte entfernt ist, um verschiedene Bestandteile der Anordnung sichtbar zu machen; und
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines zum Plattieren verwendeten Behälters und eines Steuersystems» in welchem der Meßkopf oder Meßfühler zur Anwendung gelangt.
Es wird zunächst auf die Figuren 1 bis 3 Bezug genommen. Der Meßkopf oder Meßfühler 1 zur Verwendung in einem Behälter weist zwei massive Lichtleiterstäbe 2 und einen Kasten 3 auf, welcher die elektrischen Bauteile des Meßfühlers enthält. Die Glas- oder Lichtleiterstäbe 2 sind
OQ relativ dick, mit Durchmessern im Bereich zwischen etwa 3,17 und 19,05 mm, vorzugsweise etwa zwischen 9,52 und 15,87 mm. Die Stangen werden vorzugsweise aus einem eine noch größere Dicke aufweisenden Rohling gezogen, der seinerseits von einer Bleiglasröhre umgeben ist. Der
ο,- von dieser Bleiglasröhrc umgebene Rohling wird bis auf seinen Schmelzpunkt erhitzt und auf don gewünschten Durchmesser ausgezogen. Die Bleiglasröhre umhüllt folglich den
COPY BAD ORIGINAL
/IH . 3409Ü03
-ΧΙ Lichtleiterstab in Form eines Bleiglasüberzugs, wodurch Lichtverluste durch die Seitenfläche der Stäbe minimiert werden. Die unteren Enden der Lichtleiterstäbe sind um 90° abgebogen und weisen flache Endstücke 4 auf, die im b Abstand voneinander und miteinander fluchtend angeordnet sind. Der Abstand zwischen ihnen beträgt vorzugsweise etwa 3,2 bis 51 mm. Die Lichtleiterstäbe werden durch einen Bügel 5, der in der Nähe ihrer unteren Enden angeordnet ist, starr in Stellung gehalten.
10
Die Lichtleiterstäbe 2 erstrecken sich nach oben, wo sie miteinander verbunden sind und sich in den Kasten 3 hineinerstrecken, der die elektrischen Bauteile enthält. An diesem Kasten 3 sind sie vorzugsweise über jeweils eine Reduzierkupplung 6 verbunden, die den Raum zwischen Kupplungsteil und Lichtleiterstab abdichtet, um das Eindringen der korrodierenden Flüssigkeit in den Kasten 3 zu verhindern. Im Inneren des Kastens 3 sind eine Lichtquelle 7, die optisch in Verbindung mit dem einen Lichtleiterstab steht, und eine Fotozelle 8 angeordnet, die in optischer Verbindung, mit dem anderen Lichtleiterstab steht. Anstelle einer Fotozelle, insbesondere Sperrschicht-Fotozelle, können auch ein Fotowiderstand oder ein Fotoleiter herkömmlicher Art verwendet werden. Die Lichtquelle und die Fotozelle sind elektrisch an einen Verbinder 9 angeschlossen, durch den die elektrische Verbindung mit einer geeigneten Einrichtung hergestellt wird, die (nicht dargestellt ist und) zum Verändern der Konzentration des gelösten Metallbestandteils bestimmt ist.
Im Gebrauch wird der Meßkopf oder Meßfühler in einen Behälter eingebaut, welcher die Lösung enthält, in der Metall im gelösten Zustand enthalten ist. Ungefähr die zwei unteren Drittel der aus Glas gebildeten Lichtleiterstäbe sind- in die Flüssigkeit eingetaucht, und die in Bewegung versetzte Lösung strömt zwischen den Enden 4 der Lichtleiterstäbe hindurch. Von der Lichtquelle 7 aus wird das
Licht in einem der Lichtleiterstäbe nach unten geführt, tritt aus dessen Ende aus, durchdringt die zwischen den Enden der Lichtleiterstäbe vorhandene Lösung, tritt in den anderen Lichtleiterstab ein und wird in diesem nach oben bis zu der Fotozelle 8 geführt und dort in ein elektrisches Signal umgesetzt. Wenn sich die Intensität der Färbung der Lösung zwischen den Lichtleiterstäben verändert, so gelangt mehr oder weniger Licht von einem Lichtleiterstab zum anderen, wodurch eine Änderung des eloktrischen Signals aus der Fotozelle 8 verursacht wird.
Durch diese Signaländerung kann unter Anwendung einer geeigneten Anordnung, zum Beispiel eine einfache Wheatstone-Brücke, welche die Signalspannung mit einer Referenzspannung vergleicht, eine (nicht gezeigte) Pumpeinrichtung aktiviert werden, welche die Lösung durch Hinzufügen eines Auffüllers auffrischt oder Lösung entfernt und durch ein Verdünnungsmittel ersetzt.
Figur 4 zeigt einen typischen zum Plattieren verwendeten Behälter in Kombination mit einem Steuersystem, welches den erfindungsgemäßen Meßfühler oder Meßkopf enthält. Die Plattierungslösung, insbesondere die oben beschriebene Kupferplattierungslösung zum chemischen bzw. stromlosen Plattieren, ist in diesem Behälter 40 enthalten. Sie besitzt eine dunkelblaue Färbung, die durch einen Komplex
verursacht wird, den das gelöste Kupfer mit der Weinsäure bildet. Die zu plattierenden Teile 41 sind in Trägern gehaltert. Durch die Berührung der Plattierungslösung mit solchen Teilen, die mit einer geeigneten Katalysator-OQ wirkung versehen sind, damit das Plattieren ausgelöst wird, wird das Metall auf diesen in der Lösung hängenden Teilen abgelagert. Die Lösung wird durch ein Rührwerk 4 in Bewegung versetzt, um eine gleichmäßige Lösungbeschaffenheit in dem gesamten Behälter zu gewährleisten. Während das Metall auf den Teilen 41 abgelagert wird, nimmt die Intensität der Blaufärbung der Lösung ab, weil ihr Kupfer entzogen wird.
D(M Mc'ßkojjf DiIiM- Meßfühler 10 ist in dem Behälter 4 0 an einer geeigneten Stelle aufgehängt, an der gewährleistet ist, daß die Plattierungslösung zwischen den voneinander beabntandoten und miteinander fluchtenden Enden des Meß- b fülllers durchströmen kann. Das Licht gelangt von dem einen Lichtleiterstab durch die Lösung hindurch zu dem anderen. Die Intensität des die Lösung durchdringenden Lichtes hängt von der Färbung der Lösung ab und ist veränderlich, während im Verlaufe des Plattierens Metall der Lösung entzogen wird. Die Sperrschicht-Fotozelle des Meßfühlers mißt die Veränderung der Intensität des von einem Lichtleiter zum anderen gelangenden Lichtes. Diese veränderliche Lichtintensität wird durch die im Meßfühler enthaltene Fotozelle in eine veränderliche elektrische Spannung umgesetzt. Das in dem Meßfühler 10 erzeugte elektrische Signal wird durch eine elektrische Leitung 44 an eine Steuervorrichtung 45 herangeführt, die als solche herkömmlich ausgebildet sein kann und derart ausgelegt ist, daß sie eine Pumpeinrichtung 46 und/oder 47 über elektrische Verbindungen 48 und 49 aktiviert. Die Steuervorrichtung kann so programmiert sein, daß sie die Pumpeinrichtungen 45 und 47 aktiviert, wenn die Kupferkonzentration auf einen vorbestimmten Wert abgesunken ist, insbesondere auf nicht weniger als 90 % seiner ursprüngliehen Konzentration, und sie abzuschalten, wenn die Kupferkonzentration auf einen vorbestimmten Wert zurückgeführt wurde, insbesondere auf etwa.100 % der ursprünglichen Kupferkonzentration.
In einem Behälter 50 ist eine Auffüllösung enthalten. Diese Lösung kann dieselbe sein wie diejenige, die im Behälter 40 enthalten ist, jedoch mit höheren Konzentration; vorzugsweise handelt es sich aber um eine konzentrierte Lösung von komplexiertem Kupfer. Wenn die
gc Pumpe 46 in Betrieb gesetzt wird, wird die Auffüllösung aus dem Behälter 50 über eine Leitung 51 in den Behälter 40 gepumpt. In manchen Fällen kann es erforderlich sein,
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einen Teil der Plattierungslösung aus dom Behälter 40 zu entfernen, um Platz für die Auf füll ösung zu schai" I cmi . In solchen Fällen wird die Pumpe 47 gleichzeitig mit der Pumpe 46 in Betrieb gesetzt, um verbrauchte Lösung aus dem Behälter 40 zu pumpen und zu speichern oder aufzubereiten.
Wenn in dem Behälter 40 anstelle der Plattierungslösung eine Ätzlösung enthalten ist, kann der Meßfühler 10 in ähnlicher Weise verwendet werden. Wenn die Konzentration des gelösten Metalles in der Lösung auf einen zu hohen Wert ansteigt, aktiviert die Steuereinrichtung 45 die Pumpen 46 und 47. In dem Behälter 50 befindet sich jedoch an Stelle einer Auffüllösung ein Verdünnungsmittel oder ein frisches oder wieder aufbereitetes Ätzmittel, um die entfernte Lösung zu ersetzen und auf diese Weise den Metallgehalt der Lösung herabzusetzen.
Die Erfindung wurde vorstehend für eine besondere Anwendung beschrieben, nämlich die überwachung der sich im Verlauf des Gebrauchs ändernden Konzentration eines gelösten Metalls in einer Lösung. Der erfindungsgemäße Meßfühler oder Meßkopf ist aber allgemein anwendbar zur Überwachung irgendeines gelösten Stoffes, welcher der Lösung eine Färbung versetzt und dessen Konzentration sich im Laufe der Verwendung der Lösung ändert.

Claims (24)

  1. PRINZ, LEISER, BUNKE & PARTNER
    Patentanwälte European Patent Attorneys
    München Stuttgart 3 4 0 9 0 0
    Shipley Company Inc. 12· M<irz
    2300 Washington Street
    Newton, Massachusetts 02162
    V.St.A.
    Unser Zeichen: S 3198
    Patentans ρ r ü c h e
    1 . ,. Meßfühler zur colorimetrischen Überwachung der Konzentration einer gelösten Lösungskomponente, die der
    Lösung eine Färbung verleiht, gekennzeichnet durch eine Lichtquelle, eine Einrichtung zum Umsetzen des Lichtes in ein elektrisches Signal und zwei gestreckte optische Elemente, bei denen das obere Ende des einen Elementes in' optischer Verbindung mit der Lichtquelle steht und das obere Ende des anderen Elementes in optischer Verbindung mit der Einrichtung zum Umsetzen von Licht in ein elektrisches Signal steht, wobei die unteren Enden der beiden optischen Elemente im Abstand voneinander und miteinander fluchtend in optischer Verbindung angeordnet sind.
  2. 2. Meßfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der optischen Elemente aus einem eine einzige Faser bildenden Glasstab gebildet ist, dessen Durchmesser wenigstens 3,17 mm (1/8 Zoll) beträgt.
    HD/kn C0Pt
  3. 3. Meßfühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Elemente mit einem dünnen Überzug aus Bleiglas versehen sind, um das Austreten von Licht aus den Seiten der optischen Elemente zu verhindern.
  4. 4. Meßfühler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Umsetzen von Licht in ein elektrisches Signal eine Sperrschicht-Fotozelle, ein Fotowiderstand oder ein Fotoleiter ist.
  5. 5. Meßfühler nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasstäbe jeweils eine gerundete 90°-Biegung aufweisen und ihre Enden flach sind, einander zugewendet sind und einen Abstand von wenigstens 3,175 mm (1/8 Zoll) voneinander aufweisen.
  6. 6. Meßfühler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ihm eine Pumpeinrichtung zugeordnet ist, die ansprechend auf Änderungen des von dem Meßfühler erzeugten elektrischen Signals aktiviert wird.
  7. 7. Meßfühler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpeinrichtung aktiviert wird, wenn das durch die Lichtleiterstäbe geführte Licht auf einen vorbestimmten.Intensitätswert ansteigt.
  8. 8. Meßfühler nach Anspruch.6, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpeinrichtung aktiviert wird, wenn das in den Lichtleiterstäben geführte Licht auf einen vorbestimmten
    0 Intensitätswert absinkt.
  9. 9. Anordnung, die einen Behälter mit einer darin enthaltenen Lösung eines gelösten Metalles, welches der Lösung eine Färbung verleiht, und einen Colorimetrie-
    Meßfühler enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Colori-35
    metrie-Meßfühler versehen ist mit einer Lichtquelle, einer Einrichtung zum Umsetzen von Licht in ein elektrisches Signal sowie zwei gestreckten optischen Elementen,
    daß das obere Ende des einen optischen Elementes in optischer Verbindung mit der Lichtquelle steht, daß das obere Ende des anderen optischen Elementes in optischer Verbindung mit der Einrichtung zum Umsetzen von Licht in ein elektrisches Signal steht, daß die unteren Enden der beiden optischen Elemente im Abstand voneinander und miteinander fluchtend in optischer Verbindung angeordnet sind, daß der Meßfühler an dem Behälter derart befestigt ist, daß die unteren Enden der optischen Elemente sich unterhalb des Spiegels der Lösung und innerhalb derselben befinden und die oberen Enden der optischen Elemente, die Lichtquelle und die Einrichtung zum Umsetzen von Licht in ein elektrisches Signal sich außerhalb der Lösung befinden.
  10. 10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der optischen Elemente des Meßfühlers aus einem eine einzige Lichtleitfaser bildenden Glasstab gebildet ist, dessen Durchmesser wenigstens 3,175 mm (1/8 Zoll) beträgt.
  11. 11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasstäbe bzw. Lichtleiterstäbe des Meßfühlers einen dünnen Bleiglasüberzug aufweisen, um Lichtverluste durch die Seiten der Glasstäbe während des Gebrauchs des Meßfühlers zu vermeiden.
  12. 12. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleiterstäbe des Meßfühlers jeweils eine gerundete 90"-Biegung-aufweisen und die Enden dieser Lichtleiterstäbe flach und einan'der zugewandt sind sowie einen Abstand voneinander aufweisen, der wenigstens 3,175 mm (1/8 Zoll) beträgt.
  13. 13. Anordnung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch einen zweiten, eine Flüssigkeit enthaltenden Behälter, eine Pumpeinrichtung, die dem Meßfühler elektrisch zugeordnet ist, und eine Rohrverbindung zwischen der Pumpe in dem einen Behälter und dom nnclcicn Hoh.'i I Lcr.
    BAD ORiQfMAL
  14. 14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der erstgenannte Behälter eine Lösung zum Aüfplattieren eines Metalles enthält und der zweite Behälter eine konzentrierte Lösung desselben Metalles enthält, das in der Plattierungslösung enthalten ist.
  15. 15. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe aktiviert wird, wenn der Metallgehalt der Plattierungslösung auf einen vorbestimmten Wert abgesunken ist, wodurch die Plattierungslösung aufgefrischt
    wird, indem eine konzentrierte Lösung des Metalles zugesetzt wird, das der Lösung entzogen wurde.
  16. 16. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter eine Ätzlösung enthält und der zweite
    Behälter ein Verdünnungsmittel für diese Ätzlösung enthält.
  17. 17. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe aktiviert wird, wenn der Metallgehalt der
    Ätzlösung auf einen vorbestimmten Wert ansteigt, wodurch die Lösung verdünnt wird, indem ein Verdünnungsmittel
    für diese Ätzlösung hinzugefügt wird.
  18. 18. Verfahren zum überwachen der Konzentration eines gelösten Metalles in einer Lösung, die sich innerhalb eines Behälters befindet und der das gelöste Metall eine Färbung verleiht, wobei sich im Verlauf des Gebrauches der Lösung die genannte Konzentration verändert, dadurch gekennzeich-
    QQ net, daß ein Colorimetrie-Meßfühler direkt in die Lösung innerhalb des Behälters eingetaucht wird, daß der Meßfühler eine Lichtquelle, eine Einrichtung zum Umsetzen
    von Licht in ein elektrisches Signal und zwei gestreckte optische Elemente enthält, daß das obere Ende eines der
    „r optischen Elemente in optischer Verbindung mit der Lichtquelle steht, daß das obere Ende des anderen optischen
    Elementes in optischer Verbindung mit der Einrichtung zum Umsetzen von Licht in ein elektrisches Signal steht und daß die unteren Enden der beiden optischen Elemente im Abstand voneinander und miteinander fluchtend in optischer Verbindung stehen und Licht durch die optischen Elemente hindurchgeführt wird, wobei Änderungen der optischen Dichte der Lösung, die durch Änderungen der Konzentration des gelösten Metalles auftreten, in ein elektrisches Signal umgesetzt werden.
  19. 19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
    daß jedes der optischen Elemente ein eine einzige Lichtleitfaser bildender Glasstab ist, der einen Durchmesser von wenigstens 3,175 mm {1/8 Zoll) aufweist.
  20. 20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
    daß die optischen Elemente einen dünnen Bleiglasüberzug aufweisen, um das Austreten von Licht aus den Seiten der Elemente zu vermeiden.
  21. 21. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Glasstäbe jeweils eine gerundete 90°-Biegung aufweisen und ihre Enden flach sind, einander zugewandt sind und voneinander einen Abstand von wenigstens 3,175 mm (1/8 Zoll) aufweisen.
  22. 22.. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß eine Pumpeinrichtung ansprechend auf die von dem Meß-■ fühler erzeugten elektrischen Signale aktiviert wird.
  23. 23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpeinrichtung aktiviert wird, wenn das in den Glasstäben geführte Licht auf einen vorbestimmten Intensitätswert abnimmt.
    1
  24. 24. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, ■ daß die Pumpeinrichtung aktiviert wird, wenn das in den Glasstäben geführte Licht auf einen vorbestimmten Intensitätswert zunimmt.
    10 15
    ! 20 25 30 35
DE19843409003 1983-06-16 1984-03-12 Messfuehler zur messung der metallionenkonzentration Ceased DE3409003A1 (de)

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GB (1) GB2141537A (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0422442A2 (de) * 1989-09-27 1991-04-17 Hughes Aircraft Company Optrode für kollimiertes Licht
EP0448089A2 (de) * 1990-03-22 1991-09-25 ISTITUTO GUIDO DONEGANI S.p.A. Optische Tauchsonde zur Trübungsmessung einer Lösung
DE4418180A1 (de) * 1994-06-27 1996-01-25 Emmrich Roland Anordnung zur Messung der spektralen Absorption in Flüssigkeiten, Gasen und Feststoffen
DE19719659A1 (de) * 1997-05-09 1998-11-12 Eilenburger Elektrolyse & Umwelttechnik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Kontrolle von Kupferbeizbädern
CN106841125A (zh) * 2017-01-04 2017-06-13 天津大学 一种基于透射测量的光纤一体化液体探头

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2181233A (en) * 1985-10-07 1987-04-15 Gen Electric Plc Motion detection devices
DE3779106D1 (de) * 1986-09-15 1992-06-17 Hughes Aircraft Co Messsystem zur bestimmung der ionenkonzentration in waesserigen loesungen.
US5371600A (en) * 1992-08-12 1994-12-06 Candela Laser Corporation Fiber optic probe apparatus and method
CA2545643A1 (en) * 2003-11-19 2005-06-02 Nttf Gmbh Device and method for analysing a liquid sample
JP6217674B2 (ja) * 2015-03-13 2017-10-25 横河電機株式会社 透過プローブ、光学装置および液浸透過測定方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3188857A (en) * 1962-08-27 1965-06-15 Phillips Petroleum Co Method and apparatus for concentration measurement and control
US3819278A (en) * 1971-07-23 1974-06-25 H Muller Turbidity measuring device with means for preventing the formation of bubbles
DE2534763A1 (de) * 1974-08-21 1976-03-04 Lkb Produkter Ab Optisches system fuer einen fermentierbehaelter
DE2630045A1 (de) * 1975-07-07 1977-01-27 Skf Kugellagerfabriken Gmbh Verfahren zur herstellung von elektrischen maschinen
DE3028013A1 (de) * 1980-07-24 1982-02-11 Mahog AG., Dübendorf Optische messeinrichtung
DE3223096A1 (de) * 1982-06-21 1983-12-22 Keller Spezialtechnik-Pyro-Werk GmbH, 4530 Ibbenbüren Fotoelektrisches verfahren und messgeraet zur bestimmung der konzentration einer gaskomponente

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE620325C (de) * 1932-10-14 1935-10-19 Siemens Schuckertwerke Akt Ges Einrichtung zur selbsttaetigen UEberwachung des Zustandes chemischer Baeder
US2066934A (en) * 1934-12-12 1937-01-05 Westinghouse Electric & Mfg Co Regulating system
DE1673066A1 (de) * 1966-03-08 1971-06-09 Schering Ag Verfahren zur Regelung der Metallsalzkonzentration chemisch abscheidender Metallbaeder
GB1240991A (en) * 1967-09-08 1971-07-28 Mectron Frigistor Ltd Photosensitive apparatus for measuring and for comparing the transmission of light through a fluid
GB1189840A (en) * 1967-10-26 1970-04-29 Shandon Elliott Ltd Formerly E Improvements in or relating to Colorimeters
GB1242009A (en) * 1968-02-16 1971-08-11 Baxter Laboratories Inc Apparatus for measuring the absorption of radiation in fluids
IL34059A (en) * 1969-03-21 1973-04-30 Baxter Laboratories Inc Diagnostic unit for testing fluid samples
US3954342A (en) * 1974-03-28 1976-05-04 Jan Boeke Optical device for monitoring clarity of a fluid
GB1549072A (en) * 1975-03-19 1979-08-01 Gooley C L Sensing the level of a fluid boundary liquid measurement
FR2317638A1 (fr) * 1975-07-09 1977-02-04 Commissariat Energie Atomique Dispositif d'analyse des constituants d'une solution par mesure photometrique
US4499852A (en) * 1980-07-15 1985-02-19 Shipley Company Inc. Apparatus for regulating plating solution in a plating bath
DE3035879A1 (de) * 1980-09-23 1982-04-29 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Lichtwellenleiter fuer die optische informationsuebertragung
GB2112929B (en) * 1981-12-30 1985-08-29 Shell Int Research Fibre optic level gauge and valve head for pressurized vessels

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3188857A (en) * 1962-08-27 1965-06-15 Phillips Petroleum Co Method and apparatus for concentration measurement and control
US3819278A (en) * 1971-07-23 1974-06-25 H Muller Turbidity measuring device with means for preventing the formation of bubbles
DE2534763A1 (de) * 1974-08-21 1976-03-04 Lkb Produkter Ab Optisches system fuer einen fermentierbehaelter
DE2630045A1 (de) * 1975-07-07 1977-01-27 Skf Kugellagerfabriken Gmbh Verfahren zur herstellung von elektrischen maschinen
DE3028013A1 (de) * 1980-07-24 1982-02-11 Mahog AG., Dübendorf Optische messeinrichtung
DE3223096A1 (de) * 1982-06-21 1983-12-22 Keller Spezialtechnik-Pyro-Werk GmbH, 4530 Ibbenbüren Fotoelektrisches verfahren und messgeraet zur bestimmung der konzentration einer gaskomponente

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0422442A2 (de) * 1989-09-27 1991-04-17 Hughes Aircraft Company Optrode für kollimiertes Licht
EP0422442A3 (en) * 1989-09-27 1991-10-23 Hughes Aircraft Company Collimated light optrode
EP0448089A2 (de) * 1990-03-22 1991-09-25 ISTITUTO GUIDO DONEGANI S.p.A. Optische Tauchsonde zur Trübungsmessung einer Lösung
EP0448089A3 (en) * 1990-03-22 1992-02-26 Istituto Guido Donegani S.P.A. Optical probe to determine the turbidity of a solution by immersion
DE4418180A1 (de) * 1994-06-27 1996-01-25 Emmrich Roland Anordnung zur Messung der spektralen Absorption in Flüssigkeiten, Gasen und Feststoffen
DE19719659A1 (de) * 1997-05-09 1998-11-12 Eilenburger Elektrolyse & Umwelttechnik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Kontrolle von Kupferbeizbädern
CN106841125A (zh) * 2017-01-04 2017-06-13 天津大学 一种基于透射测量的光纤一体化液体探头
CN106841125B (zh) * 2017-01-04 2019-09-10 天津大学 一种基于透射测量的光纤一体化液体探头

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Publication number Publication date
JPS6040935A (ja) 1985-03-04
GB2141537A (en) 1984-12-19
GB8407554D0 (en) 1984-05-02
FR2547655A1 (fr) 1984-12-21

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