DE3409003A1 - Messfuehler zur messung der metallionenkonzentration - Google Patents
Messfuehler zur messung der metallionenkonzentrationInfo
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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.
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
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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
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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.
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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)
- PRINZ, LEISER, BUNKE & PARTNERPatentanwälte European Patent AttorneysMünchen Stuttgart 3 4 0 9 0 0Shipley Company Inc. 12· M<irz2300 Washington Street
Newton, Massachusetts 02162
V.St.A.Unser Zeichen: S 3198Patentans ρ r ü c h e1 . ,. 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. 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. 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. 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. 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. 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. Meßfühler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpeinrichtung aktiviert wird, wenn das durch die Lichtleiterstäbe geführte Licht auf einen vorbestimmten.Intensitätswert ansteigt.
- 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. 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-35metrie-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. 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. 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. 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. 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. 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. 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 aufgefrischtwird, indem eine konzentrierte Lösung des Metalles zugesetzt wird, das der Lösung entzogen wurde.
- 16. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter eine Ätzlösung enthält und der zweiteBehälter ein Verdünnungsmittel für diese Ätzlösung enthält.
- 17. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe aktiviert wird, wenn der Metallgehalt derÄtzlösung auf einen vorbestimmten Wert ansteigt, wodurch die Lösung verdünnt wird, indem ein Verdünnungsmittel
für diese Ätzlösung hinzugefügt wird. - 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 optischenElementes 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. 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. 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. 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.. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß eine Pumpeinrichtung ansprechend auf die von dem Meß-■ fühler erzeugten elektrischen Signale aktiviert wird.
- 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. 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
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US50536883A | 1983-06-16 | 1983-06-16 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3409003A1 true DE3409003A1 (de) | 1984-12-20 |
Family
ID=24010036
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---|---|---|---|
DE19843409003 Ceased DE3409003A1 (de) | 1983-06-16 | 1984-03-12 | Messfuehler zur messung der metallionenkonzentration |
Country Status (4)
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