DE8513976U1

DE8513976U1 - Sauerstoffsonde unter Verwendung eines nichtleitenden Keramikrohres

Info

Publication number: DE8513976U1
Application number: DE19858513976
Authority: DE
Original assignee: Schott Glaswerke AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 1985-05-11
Filing date: 1985-05-11
Publication date: 1985-06-20

Description

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Beschreibung

Die Neuerung betrifft eine verbesserte Bezugselektrode für eine Meßkette zur Messung des Sauerstoffpartialdrücks in aggressiven Medien, insbesondere Glasschmelzen.

Aus der DE-OS 31 09 454 ist eine Sonde zur Messung von Sauerstoffpartialdrücken bekannt, deren einfachste AusfUhrung darin besteht, daß ein als Kontaktelement zwischen der Innenableitung und der Glasschmelze dienender Stab aus einem sauerstöffionenleitenden Festelektrolyt, vorzugsweise ZrO₂, in das aggressive Medium eintaucht.

Weitere aus der DE-OS 31 09 454 bekannte Bezugselektroden bestehen entweder aus einem einseitig geschlossenen Rohr aus dem sauerstöffionenleitenden Festelektrolyt, oder aus einem Metallrohr mit einem angesinterten ZrOo-Boden.

Diese bekannten Bezugselektroden haben alle den Nachteil, daß sich die ZrOp-Sonde in der Glasschmelze zu schnell auflöst und/oder daß die Sonde bei Temperaturschocks zu leicht bricht, was angesichts der hohen Kosten für ZrO« von großer wirtschaftlicher Bedeutung ist.

Ziel der vorliegenden Neuerung ist eine Bezugselektrode, die mechanisch stabil ist, leicht auszuwechseln ist und insbesondere preiswerter ist als die herkömmlichen Sonden. Dieses Ziel wird mit einer Bezugselektrode gemäß den Schutzansprüchen erreicht.

Die neue Sonde besteht aus einem Stab aus einem sauerstoffionenleitenden Festelektrolyt, der in ein Rohr aus einer nichtleitenden Keramik eingehängt ist, wobei er mittels eines Bolzens, der durch zwei Bohrungen in diesem Rohr und durch eine Bohrung im oberen Teil dieses Stabes reicht, im unteren Abschnitt dieses Rohres gehalten wird.

Das bevorzugte Material für diesen Stab ist Zirkondioxid (JrO₂), das gegebenenfalls zur Verbesserung der Sauerstoffionenleitfähigkeit mit einem anderen, gilt sauerstoff ionenleitenden Metalloxid dotiert sein kann, und das bevorzugte Material für das Rohr ist Aluminiumoxid (Al₂O₃). Auch der Bolzen besteht vorzusweise aus Al₀O₀.

Dieser Zr0_o-Stab ist zwar relativ dicht in das AlgO^-Rohr eingepaßt, aber nicht so dicht, wie dies z.B. durch Sintern erreicht wird. Dies ist auch gar nicht notwendig, weil durch einen geringen Überdruck des Referenzgases innerhalb des
( > Al₂0₃~Rohres eine Eindiffusion von Bestandteilen der Schmelze, die die Innenableitung der Bezugselektrode vergiften könnte, verhindert wird. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Bezugselektrode liegt darin, daß die schwierig zu erreichende Abdichtung der Bezugselektrode an dieser Stelle umgangen wird. Ein weiterer Vorteil liegt in dem wesentlich geringeren Preis, der aufgrund der Wiederverwendbarkeit des AKOg-Rohres und der mindestens 10- bis 20fachen Lebensdauer des ZrOp-Stabes um ein Vielfaches niedriger liegt als bei den bekannten Anordnungen (z.B. ZrOg-Rohr).

Der Gegenstand der Neuerung wird nachfolgend anhand der beiden Figuren näher erläutert.

In der Fig. la ist eine erfindungsgemäß? Bezugselektrode einer Meßkette dargestellt. In einem Rohr 3 aus nichtleitender Keramik ist ein in die Glasschmelze 10 eintauchender Stab 1 aus sauerstoff! onenleitendem Festelektrolyt (ZrO₂) mittels eines Bolzens 2 gehaltert. Auf die obere Stirnfläche des Stabes 1 ist die aus Platin bestehende Innenabteilung 5 der Bezugselektrode aufgesetzt wobei zur besseren Kontaktierung ZrO₂~Pulver 4 dient.

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Im oberen Teil der Bezugselektrode befinden sich die Anschlüsse 11 für das Thermoelement 8 (Fig. Ib) sowie der Anschluß 9 für die Innenableitung 5. Außerdem wird dort das Referenzgas 7 an den mit Pfeilen gekennzeichneten Stellen zu- und weggeführt.

In der Fig. Ib ist der Kontaktbereich zwischen Stab 1 und Innenabteilung 5 im Detail dargestellt. Das Referenzgas 7 strömt am unteren Ende des 4-Lochrohres 6 in das Zirkondioxid-Pulver 4 aus. Da durch dieses Referenzgas 7 innerhalb des AlgOg-Rohres 3 ein geringer Überdruck erzeugt wird, wird die Eindiffusion von Bestandteilen der Schmelze verhindert. Das Thermoelement 8 ist am unteren Ende des 4-Löchrohres nach außen in die Referenzgasatmosphäre geführt.

Claims

te a · · SCHOTT GLASWERKE Hattenbergstraße 10 D-6500 Mainz G 167 Sauerstoffsonde unter Verwendung eines nichtleitenden Keramikrohres Schutzansprüche:

1. Bezugselektrode einer Meßkette zur Messung des Sauerstoffpartialdrucks in aggressiven Medien, insbesondere Glasschmelzen, bestehend aus einem Stab aus einem sauerstoffionenleitenden Festelektrolyt, der in das aggressive Kedium eintaucht, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Stab (1) in einem Rohr (3) aus nichtleitender Keramik hängt, in welchem der Stab mittels eines Querboizeris (2) gehaltert ist.

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2. Bezugselektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser sauerstoffionenleitende Festelektrolyt Zirkondioxid ist.

3. Bezugselektrode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß diese nichtleitende Keramik Aluminiumoxid ist.

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