DE3917353A1

DE3917353A1 - Verfahren und anordnung zur druckkompensation zwischen messmedium und elektrolyt bei messwertgebern nach art von bezugselektroden oder einstabmessketten, ggf. mit elektrolytbruecke

Info

Publication number: DE3917353A1
Application number: DE19893917353
Authority: DE
Inventors: Ruediger Elsper
Original assignee: Individual
Current assignee: Elsper Ruediger Dr 3250 Hameln De
Priority date: 1989-05-29
Filing date: 1989-05-29
Publication date: 1990-12-06

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Druckkompensation zwischen Meßmedium und Elektro lyt bei Meßwertgebern nach Art von Bezugselektroden oder Einstabmeßketten, ggf. mit Elektrolytbrücke, wobei zwischen Meßmedium und Elektrolyt eine Druckdifferenz an gelegt wird.

Man führt die Druckkompensation durch, um durch gleich mäßigen Austrieb des Elektrolyten aus dem Diaphragma die Verschmutzung des Diaphragmas zu verhindern.

Es ist bekannt, hierzu im Elektrolytgefäß einen vorge spannten Faltenbalg anzuordnen, welcher auf die Elektro lytflüssigkeit einen entsprechenden Druck ausübt. Diese Anordnung ist im Aufbau sehr aufwendig und damit läßt sich auch keine Anordnung mit einer Elektrolytbrücke re alisieren.

Es besteht die Aufgabe, ein Verfahren und eine Anordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, womit die Druck kompensation in einfacher und sicherer Weise durchführbar ist.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß der Elektrolyt, bzw. ggf. Brückenelektrolyt, mit dem Druck des Meßmediums beaufschlagt wird und daß zusätzlich eine Druckdifferenz durch hydrostatischen Höhenunterschied Δ h zwischen Elek trolyt bzw. Brückenelektrolyt und Meßmedium, erzeugt wird.

In vorteilhafter Weise bedarf es dank des hydrostatischen Höhenunterschiedes Δ h keiner Fremdenergie und die vorge legte Druckdifferenz bleibt auch bei Schwankungen des Druckes im System (Meßmedium) automatisch konstant.

In besonders vorteilhafter Weise wird der Druck des Meß mediums durch ein eingeschlossenes Gasvolumen auf den Elektrolyten, bzw. ggf. Brückenelektrolyten, übertragen.

Hierdurch wird gewährleistet, daß über der Flüssigkeits oberfläche des Elektrolyten im Vorratsgefäß der gleiche Druck herrscht wie am Diaphragma, durch welches die Bezugselektrode bzw. Elektrolytbrücke mit dem Meßmedium in Verbindung steht. Die darüber hinaus angelegte Druck differenz, die das Ausströmen des Elektrolyten sicherstellen soll, wird unabhängig vom aktuellen Systemdruck durch den hydrostatischen Druck der frei wählbaren Flüssigkeitssäule des Elektrolyten bzw. der Elektrolytbrücke gewährleistet.

Die Ausgangsgröße des Gasvolumens richtet sich nach dem zu erwartenden Systemdruck, d. h. jenem Druck, unter welchem das Meßmedium steht, sowie dem gewählten Volumen des Vorrats gefäßes für den Elektrolyten bzw. Brückenelektrolyten.

Es sind auch andere Übertragungsmöglichkeiten denkbar, beispielsweise durch einen abdichtenden schwimmenden Kolben, welcher einerseits mit dem Meßmedium und anderer seits mit dem Elektrolyten beaufschlagt wird. Der Druck kann auch über eine trennende sackartige Membran anstelle eines Kolbens übertragen werden.

Entweder wird das eingeschlossene Gas durch das Meßmedium komprimiert oder man verwendet dafür vorkomprimiertes Gas. In letzterem Falle kommt man meßmediumseitig mit kleinerem Gefäßvolumen für das Gaspolster aus.

Die neue Anordnung für die Druckkompensation zwischen Meß medium und Elektrolyt bei Meßwertgebern nach Art von Be zugselektroden oder Einstabmeßketten, ggf. mit Elektrolyt brücke ist dadurch gekennzeichnet, daß dem Raum für das Meßmedium ein damit verbundenes Gefäß zugeordnet ist, wel ches mit einem Vorratsgefäß für den Elektrolyten bzw. einem Vorratsgefäß für den Brückenelektrolyten über eine druck feste Leitung verbunden ist, daß beide Gefäße ein Gaspolster aufweisen, in welche die Leitung mündet, und daß das Vorrats gefäß für den Elektrolyten bzw. Brückenelektrolyten gegen über dem Gefäß für das Meßmedium eine hydrostatische Höhen differenz aufweist.

Die Anordnung läßt sich an gebräuchliche Meßwertgeber an bringen, bzw. solche lassen sich ohne Schwierigkeiten um gestalten.

In der Zeichnung sind mehrere Anwendungsbeispiele der neuen Anordnung mit Meßwertgebern rein schematisch darge stellt und nachstehend näher erläutert, wobei auf den Auf bau der an sich bekannten Meßwertgeber nicht näher einge gangen wird. Es zeigt

Fig. 1 die Anordnung mit einer Bezugselektrode,

Fig. 2 die Anordnung mit zusätzlicher Elektrolytbrücke,

Fig. 3 die Anordnung an einem Druckreaktor und

Fig. 4 die Anordnung an einen Säulenreaktor.

In Fig. 1 besteht die Anordnung aus einer das Meßmedium führenden Rohrleitung 1, in welche eine Bezugselektrode 2 mit nicht dargestelltem Diaphragma eintaucht. Sie ist an ein Vorratsgefäß 3 über eine druckfeste Leitung 4 ange schlossen. Der Systemdruck beträgt 10 bar. Im unteren Bereich des Vorratsgefäßes 3 befindet sich ein flüssiger Elektro lyt 5 und darüber ein Gaspolster 6. Das Vorratsgefäß 3 be sitzt ein Volumen von 100 cm³. Die Grenzfläche 7 zwischen Elektrolyt 4 und Gaspolster 6 befindet sich 1 m über der Grenzfläche 8 zwischen Meßmedium 9 und einem Gaspolster 10 in einem an der Rohrleitung 1 angeordneten Gefäß 11 von 100 cm³ Volumen bei Einsatz von komprimiertem Gas, welches über eine druckfeste Leitung 12 mit dem Vorrats gefäß 3 verbunden ist. Baut man den Druck durch Kom pression des eingeschlossenen Gases auf, beträgt das Vo lumen des Gefäßes 11 1000 cm³. Das Volumen der Leitung 12 ist vernachlässigbar. Auf diese Weise herrscht am Diaphrag ma elektrolytseitig der Druck des Meßmediums zusätzlich der durch den Höhenunterschied Δ h der Grenzflächen 7 und 8 bedingten hydrostatischen Druckdifferenz von 0,1 bar.

In Fig. 2 besteht die Anordnung aus einer das Meßmedium führenden Rohrleitung 21, in welche eine Bezugselektrode 22 mit nicht dargestelltem Diaphragma und nicht dargestellter Elektrolytbrücke eintaucht. Sie ist an ein Vorratsgefäß 23 über eine druckfeste Leitung 24 angeschlossen. Im unteren Bereich des Vorratsgefäßes 23 befindet sich ein flüssiger Elektrolyt 25 und darüber ein Gaspolster 26. Das Vorrats gefäß 23 besitzt ein Volumen von 100 cm³. Die Grenzfläche zwischen Elektrolyt 25 und Gaspolster 26 ist mit 27 bezeich net. Die Bezugselektrode 22 ist außerdem mit einem zweiten Vorratsgefäß 28 verbunden, in dessen unterem Bereich ein flüssiger Brückenelektrolyt 29 und in dessen oberem Bereich ein Gaspolster 30 vorhanden sind. Die dazwischenliegende Grenzfläche ist mit 31 bezeichnet. Dieses Vorratsgefäß 28 hat ein Volumen von 100 cm³. Sowohl das Vorratsgefäß 23 als auch das Vorratsgefäß 28 sind über eine druckfeste Lei tung 32 mit einem an der Rohrleitung 21 angeordneten Gefäß 33 verbunden. Dieses besitzt ein Volumen von 200 cm³, ist teilweise vom Meßmedium 34 und einem davon durch die Grenz fläche 35 getrennten Gaspolster 36 ausgefüllt. Dies gilt für den Einsatz komprimierten Gases bei einem Systemdruck von 10 bar. Baut man den Druck durch Kompression des einge schlossenen Gases auf, beträgt das Volumen des Gefäßes 33 2000 cm³. An den beiden Vorratsgefäßen 23 und 28 liegt der gleiche Druck an, wie er im Meßmedium herrscht. Auf den Brückenelektrolyten 29 im Vorratsgefäß 28 wirkt zusätzlich die hydrostatische Höhendifferenz Δh_B von 0,5 m, entsprechend 0,05 bar, zwischen den Grenzflächen 31 und 35 ein. Am Elektrolyten im Vorratsgefäß 23 liegt zusätzlich die hydrostatische Höhendifferenz Δ h _E von 1 m, entsprechend 0,1 bar, zwischen den Grenzflächen 27 und 31 an.

In Fig. 3 ist die Anordnung an einem Druckreaktor 41 ange bracht, in dessen unterem Bereich sich das Meßmedium 42 und darüber ein Gaspolster 43 aus Luft befindet. Eine Bezugs elektrode 44 ragt in das Meßmedium 42 hinein. Die Bezugselek trode 44 und der Reaktor 41 bzw. dessen Luftpolster 43 sind über druckfeste Leitungen 45, 46 mit einem Vorratsgefäß 47 für einen flüssigen Elektrolyten 48 verbunden. Das Volumen dieses Vorratsgefäßes mit Gaspolster 49 beträgt 100 cm³, in welches die Leitung 46 mündet. Der auf das Diaphragma der Bezugs elektrode 44 wirkende Differenzdruck entspricht der Höhen differenz Δ h zwischen der Grenzfläche 50 im Druckreaktor 41 und der Grenzfläche 51 im Vorratsgefäß 47.

Im Fig. 4 ist die Anordnung mit einem drucklosen Säulen reaktor 61 verbunden. Unterhalb der Füllhöhe ragt eine Be zugselektrode 62 in das Meßmedium 62 hinein. Außerdem ist ein stutzenartiges Gefäß 64 vorgesehen, welches ein Gaspolster 65 enthält. Dieses Gaspolster 65 ist über eine Druckfülleitung 66 mit einem Vorratsgefäß 67 verbunden. Das Vorratsgefäß 67 enthält in seinem unteren Bereich einen flüssigen Elektro lyten 68 und im oberen Bereich ein Gaspolster 69, in welches die Leitung 66 mündet. Der Elektrolyt 68 ist über eine druck feste Leitung 70 mit der Bezugselektrode 62 verbunden. Der am Diaphragma der Bezugselektrode 62 anliegende Druck des Elektrolyten 68 entspricht dem hydrostatischen Druck durch die gewählte Höhendifferenz Δ h der Grenzfläche 71 im Gefäß 64 und der Grenzfläche 72 im Vorratsgefäß 67.

Claims

1. Verfahren zur Druckkompensation zwischen Meßmedium und Elektrolyt bei Meßgerätegebern nach Art von Bezugselektroden oder Einstabmeßketten, ggf. mit Elektrolytbrücke, wobei zwischen Meßmedium und Elek trolyt eine Druckdifferenz angelegt wird, dadurch ge kennzeichnet, daß der Elektrolyt bzw. ggf. Brücken elektrolyt mit dem Druck des Meßmediums beaufschlagt wird und daß zusätzlich eine Druckdifferenz durch hydrostatischen Höhenunterschied Δ h zwischen Elektro lyt bzw. Brückenelektrolyt, erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des Meßmediums durch ein eingeschlosse nes Gasvolumen auf den Elektrolyten bzw. ggf. Brücken elektrolyten übertragen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß das eingeschlossene Gas durch das Meßmedium komprimiert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß für das eingeschlossene Gas vorkomprimiertes Gas verwendet wird.

5. Anordnung für die Druckkompensation zwischen Meßmedium und Elektrolyt bei Meßwertgebern nach Art von Bezugs elektroden oder Einstabmeßketten, ggf. mit Elektrolyt brücke, dadurch gekennzeichnet, daß dem Raum (1, 21, 41, 61) für das Meßmedium ein damit verbundenes Gefäß (11, 33, 41, 64) zugeordnet ist, welches mit einem Vor ratsgefäß (3, 23, 47, 67) für den Elektrolyten (5, 25, 48, 68) bzw. einem Vorratsgefäß (28) für den Brückenelektrolyten (29) über eine druckfeste Leitung (12, 32, 46, 66) ver bunden ist, daß beide Gefäße (3; 11, 23 bzw. 28; 33, 41; 47, 64; 67) ein Gaspolster (6; 10, 26 bzw. 30, 36, 43; 49, 65; 69) aufweisen, in welche die Leitung (12, 32, 46, 66) mün det, und daß das Vorratsgefäß (3, 23 bzw. 28, 47, 67) für den Elektrolyten (5, 25, 48, 68) bzw. das Vorratsgefäß (28) für den Brückenelektrolyten (29) gegenüber dem Ge fäß (11, 33, 41, 64) des Meßmediums eine hydrostatische Höhendifferenz Δ h aufweist.