DE4021853A1 - Ausfallgesicherte ionenselektive einrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung geht aus von einer Einrichtung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Einrichtung, die eine ionenselektive Elektrode enthält und ihr Versagen feststellen und melden kann.

Es sind Allzweck-pH-Kombinationselektroden-Anordnungen be­ kannt, die im vollen Wasserstoffionenkonzentrations- oder pH-Bereich arbeiten und ein Ausgangssignal von etwa -60 mV pro pH-Einheit liefern, wobei das Ausgangssignal beim ph-Wert 7,0=0 mV ist. Es ist ferner bekannt, den Null- Millivolt-Punkt durch Änderung der Zusammensetzung einer in der Elektrodenanordnung enthaltenen Lösung auf den pH-Wert 4,0 oder 10,0 zu verschieben, um auf Meßschaltungen mit automatischer Temperaturkompensation verzichten zu können.

Die vorliegende Erfindung löst die Aufgabe, eine gattungsge­ mäße Einrichtung so auszubilden, daß sie ihr Versagen fest­ stellen und melden kann.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß es bei einer ionenselektiven Kombinationselektrode, bei der eine vorgegebene Ausgangsspannung, wie 0 mV, einer Ionen­ konzentration, wie einem pH-Wert, außerhalb eines vorgegebe­ nen Meßbereiches entspricht, die Feststellung eines inneren Versagens der Elektrodenanordnung ermöglicht.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeich­ nung schematisch dargestellten bevorzugten Ausführungsbei­ spieles der Erfindung näher erläutert.

In der Zeichnung ist eine ionenselektive Kombinationselek­ trodenanordnung 10 schematisch dargestellt, die zwei funk­ tionelle Teile aufweist, eine als Ganzes mit 12 bezeichnete ionenslektive Elektrode und eine als Ganzes mit 14 bezeich­ nete Referenzelektrode.

Die ionenselektive Elektrode 12 hat einen Schaft 16 aus Glas, der mit einem ionenselektiven Glaskolben 18 in Ver­ bindung steht. Innerhalb des durch den Schaft 16 und den Kolben 18 gebildeten Gefäßes befindet sich eine Lösung 20, in der ein Silberdraht 22 hängt und an diesem wiederum ein Silberchlorid-Block. Die Lösung 20 im Inneren des Gefäßes ist eine pH-5,0-Lösung, welche durch Zusatz von Caliumhydro­ genphthalat (Potassium Acide Phthalate, Merck, AR Primary StandARd), 0,05 mol Phthalat, zu 1,8 Molen Caliumchlorid und Ergänzen mit entionisiertem Wasser auf eine Gesamtmenge von 1 Liter sowie durch Einstellen des endgültigen pH-Wertes mit NaOH hergestellt wurde. Der rohrförmige Schaft 16 und der Draht 22 sind durch eine Dichtung 26 abgedichtet.

Die Elektrode 12 ist durch eine ringförmige Buchse 28, durch die sich eine Flüssigkeitsverbindung 30 erstreckt, in der Referenzelektrode 14 gehaltert. Letztere enthält oberhalb der Buchse 28 eine bekannte Standard-Bezugselektrolytlösung 32. In die Lösung 32 erstreckt sich ein Silberdraht 34, an dem ein Silberchloridblock 36 hängt. Der Silberdraht 34 und die beiden Elektroden sind durch eine ringförmige Dich­ tung 38 in Bezug aufeinander abgedichtet.

Die Elektrodenanordnung taucht in eine Lösung 42 ein, deren pH-Wert zu überwachen ist und die sich in einem Behälter 40 befindet.

Die Drähte 22 und 34 sind mit einem Verstärker 44 verbunden, welcher eine Ausgangsspannung liefert, die von dem Eingangs­ signal von den zwei Drähten abhängt. Der Verstärker ist mit einer nicht näher dargestellten Einrichtung 46 verbunden, welche Steuer- sowie Alarmschaltungen enthält und ein Alarm­ signal liefert, wenn die Spannung auf Null abfällt. Die Ein­ heit 46 ist bei dem vorliegenden Beispiel so programmiert, daß der zulässige Spannungsbereich dem pH-Bereich von 6,5 bis 8,2 entspricht, während die Spannung 0 beim pH-Wert 5,5 auftritt.

Eine Außenwand 48 der Anordnung bildet sowohl eine Wand für die Referenzelektrode 14 als auch eine Zone 50, wo die zu prüfende Lösung für einen abgedichteten elektrischen Kontakt durch sie (über nicht dargestellte Löcher) in Kontakt mit dem Kolben 18 und der Verbindung 30 gebracht werden kann.

In dem folgenden Diagramm werden das oben beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Einrichtung und die eingangs erwähnte bekannte Elektrodenanordnung verglichen:

Arbeitsweise

Beim normalen Gebrauch der Kombinationselektrodeneinrichtung 10 in der Testflüssigkeit 42 liegt der pH-Wert innerhalb des Sicherheits- oder Meßbereiches, der in die Einheit 46 einge­ geben wurde und wird in dieser überwacht. Wenn der Kolben 16 brechen sollte, fällt die Spannung auf Null ab, was bei der erfindungsgemäßen Einrichtung außerhalb des Sicherheits­ oder des vorgegebenen Betriebsbereiches liegt, und die Signal- oder Alarmschaltung in der Einheit 46 erzeugt ein Alarmsignal. Das Alarmsignal wird auch bei anderen Spannun­ gen außerhalb des vorgegebenen Sicherheits- oder Meßbereichs erzeugt.

Claims (3)

1. Ionenselektive Kombinationselektrodeneinrichtung mit

• - einer ionenselektiven Elektrode (12), welche
  einen Behälter (16, 18),
  eine Flüssigkeit (20) in diesem Behälter und
  ein ionenselektives Element (24) in der Flüssig­ keit enthält, ferner mit
• - einer Referenzelektrode (14) und
• - einer Steuereinheit (46) dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (46) so ausge­ bildet ist, daß sie ein Signal erzeugt, wenn das Ausgangs­ signal von den Elektroden außerhalb eines vorgegebenen Be­ reiches liegt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie pH-empfindlich ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal, das außerhalb des vorgegebenen Bereiches liegt, gleich 0 Volt ist.