DE724738C - Verfahren zur Messung von Elektrolytwiderstaenden mit Gleichstrom - Google Patents

Description

• Verfahren zur Messung von Elektrolytwiderständen mit Gleichstrom Die einfachste Möglichkeit, den elektrischen Widerstand zu messen, besteht darin, daß man in einem elektrischen Stromkreis die Spannung und die Stromstärke feststellt.
• Nach dem Ohmschen Gesetz ergibt sich dann hieraus der Widerstand. Will man diese Methode auf die Leitfähigkeitsmessung von Elektrolyten anwenden, so muß man Wechselstrom benutzen, weil sich beim Fließen von Gleichstrom an den Elektroden die Produkte der Elektrolyse anhäufen und zu erheblichen Polarisationsfehlern Anlaß geben. Die Verwendung von Wechselstrom bedeutet aber gegenüber einer Gleichstrommessung einen höheren Aufwand an Meßtechnik, unabhängig davon, ob man die einfachere direkte Strommessung oder die genauere Wheatstonesche Brückenschaltung benutzt.
• Um bei Benutzung von Gleichstrom Polarisationsfehler zu vermeiden, ist es beispielsweise bekannt, den zu messenden Lösungen Stoffe wie Chinhydron zuzusetzen, welche mit den sich an den Elektroden anhäufenden Proedukten reagieren, sie dadurch fortschaffen und so die Polarisationsfehler verhindern. Die Erfindung bezweckt nun, die einfache Gleichstrommessung in der Weise zur Leitfähigkeitsmessung von Elektrolyten nutzbar zu machen, daß die an den Meßelektroden herrschenden Stromdichten auf sehr geringe Werte herabgedrückt werden. Bisher scheiterte eine solche einfache Leitfähigkeitsmessung an der Tatsache, daß selbst bei so geringen Stromdichten wie ein Milliampere pro cm2 die genannten Fehler eine genaue Messung verhindern. Erst wenn man die Stromdichte noch weiter verringert, und zwar auf etwa I X Io-4 Ampere pro cm2, beginnen die Polarisationsfehler so klein zu werden, daß sie die Messungen nicht mehr stören.
• Andererseits muß man das Gebiet der Restströme vermeiden, da diese Ströme weitgehend unabhängig vom Ohmschen Gesetz und daher zur Messung von Widerständen ungeeignet sind.
• Es wurde gefunden, daß die beiden genannten Bedingungen (Vermeidung sowohl des Reststromgebiets als auch Vermeidung von Polarisationsfehlern) erfüllt werden, wenn man die Messungen zwischen etwa JXIo Ampere (obere Grenze) und zwischen etwa 3 bis 5XIo Ampere (untere Grenze) aus führt.
• Das Wesen der vorliegenden Erfindung bsteht darin, daß außerhalb des Reststromgebiets ein zur Messung ausreichender Stromstärkebereich gefunden wurde, in welchem die Polarisationsfehler für Leitfähigkeitsmessungen bedeutungslos sind. Diese bisher unbekannte und überraschende Feststellung ermöglicht die Verwendung der einfadlcn Gleichstromanzeige zur Messung von Elektrolytwiderständen, wodurch gegenüber allen bisher für diesen Zweck bekannten Schaltungen und Anordnungen eine wesentlich!e Vereinfachung erreicht wird.
• Die Maßnahme, welche die Verringerung der Ströme bedingt, besteht in einer solchen Formgebung der Elektroden bzw. des Elektrodengefäßes, daß je nach dem gewünschten Meßbereich die Widerstände groß genug werden, um die für genaue Messungen erforderlichen kleinen Stromdichten von etwa 1 X I04 Ampere pro cm2 oder weniger zu erzielen. Ganz besonders einfach gestaltet sich die beschriebene Leitfähigkeitsmessung, wenn man, was meist für technische Anwendungen der Fall sein wird, nur relative Werte benötigt. In diesem Fall braucht die Spannung als konstante Größe nicht berücksichtigt zu werden, so daß die abgelesene Stromstärke als direktes Maß für die gesuchten Elektrolytwiderstände benutzt werden kann.
• Das der Erfindung zugrunde liegende Meßprinzip kann auch zur Messung kleiner Leitfähigkeitsunterschiede benutzt werden. Die für diesen Zweck anzuwendende, an sich bekannte Schaltung ist in der Abbildung dargestellt. Außer dem eigentlichen Meßstromkreis, welcher für die einfache Gleichstrommessung erforderlich ist und welcher aus der fitromquelle B1 dem Elektrodengefäß L und dem Meßinstrument dl besteht, ist ein Iiompensationsstromkreis vorhanden, bestehend aus einer zweiten Stromquelle Bo und dem Regulierwiderstand W. Das Instrument ;21 gehört beiden Stromkreisen an und steht auf 0, wenn l;Y= L ist, da die beiden Stromkreise alu im entgegengesetzten Sinn durch fließen und sich bei Stromgleichheit kompensieren. Ändert sich jetzt L, so fließt ein Strom, welcher der Änderung von L proportional ist. Der bei kleinen Änderungen von L auftretende Ausschlag wächst mit der Stromempfindlichkeit des Instruments, so daß die Meßgenauigkeit sehr stark gesteigert werden kann.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zur Messung von Elektro-Itwiderställden mit Gleichstrom, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Elektrodengefäßes von so hohem Widerstand, daß die Stromdichte an den Meßelektroden einerseits außerhalb des Reststromgebiets liegt und andererseits so gering gehalten wird, daß die Polarisationsfehler keine Rolle mehr spielen.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung geringer Leitfähigkeitsunterschiede zunächst durch einen Kompensationsstrom, welcher aus einer zweiten Stromquelle geliefert wird und das Meßinstrument im entgegengesetzten Sinn durchfließt wie der Meßstrom, der Ausschlag des Instruments in an sich bekannter Weise auf Null gebracht wird, so daß jetzt eine Änderung der Leitfähigkeit einen der Stromempfindlichkeit des Instruments proportionalen Ausschlag verursacht, welcher zur Messung benutzt wird.