DK154918B - Elektrokemisk maalecelle med udskiftelig membranholder - Google Patents

Description

i

DK 154918 B

Opfindelsen angår en elektrokemisk målecelle med en udskiftelig membranholder af den i indledningen til krav 1 angivne art.

5

Elektrokemiske måleceller indeholder som bekendt et elektrodesystem med mindst to elektroder, der er forbundet med hinanden gennem et elektrolytlag, og som imod det medium, der skal måles, er afdækket med en membran, der er gennemtrænge-lig for den gasart, der skal måles, men uigennemtrængelig for elektrolytten. Følsomheden af den elektrokemiske målecelle er afhængig af beskaffenheden af dennes skillemembran og af elektrolytten. Den må genskabes, når der er behov for det. Dette sker da ved udskiftning af membranen og af elektrolytten. I den forbindelse er det for det meste nødvendigt 15 at håndtere meget små dele. Elektrolytten skal tilsættes i korrekt mængde, og forurening må undgås. Membranen skal placeres uden folder og med en veldefineret spænding og fastgøres. En sådan udskiftning er derfor en vanskelig og tidsrøvende proces, der især af ukyndige næppe kan udføres pålide- 20 ligt på målestedet. Selv benyttelsen af kendte forspændingsanordninger kan principielt næppe ændre noget derved.

I en kendt anordning til fornyelse af en membran og en elektrolyt-påfyldning af elektrokemiske måleceller er den første 25 forbundet til en udskiftelig kapsel. Kapslen forbindes via en skruering med målecellen og holdes foran elektroderne.

En del af den ene elektrode rager ud over den anden. Ved leveringstilstanden består kapslen af en bægerformet bærerdel med en inad hvælvet bund af plastfolie. Bærerdelens væg og 30 bund er overspændt med membranen. Delene er tæt forbundet med hinanden til væggen via støtte- og spændringe. Mellemrummet ned til den hvælvede hund er fyldt med en elektrolyt.

Ved påsætning af kapslen er bunden vendt imod elektroden.

Denne bund bliver under kapslens påskruning med skrueringen 35 gennembrudt af den udragende del af den ene elektrode. Den udtrædende elektrolyt fugter derefter elektroden. Elastiske ringe på målecellen og skrueri'ngen sørger efter fastskruningen for tætning udadtil såvel som for membranens stramme an-

DK 154918B

2 læg. Det er en ulempe, at den ubenyttede kapsel kun i ringe grad kan oplagres, eftersom elektrolytten under membranen med den store overflade er mere tilbøjelig til at udtørre 5 end under driften, når membranen i vid udstrækning er afdæk ket af skrueringen. Ved påskruningen af kapslen kommer der ved gennembrydningen deformeringer af den hvælvede bund, og dette kan via elektrolytfyldningen medføre ukontrollerede strækninger af membranen og kan ved at ændre dens egenskaber 10 medføre ændringer af dens målefølsomhed. Den udragende elek trodedel gør målecellen uegnet til mange målinger. Opbygningen af kapslen selv såvel som af den nødvendige ekstra løse skruering ved siden af tætningselementet er kompliceret og omstændeligt at håndtere. (US-PS 3.211.638).

15

Fra DE-AS 27 58 413 kendes et apparat til transkutan måling af oxygens partialtryk i arterier. Dette apparat består af en elektrodeanordning med en cylindrisk anode og en koaksial katode, der er indstøbt i et isolerende materiale. Endefla-20 derne af elektroderne står i forbindelse med den overflade af legemet, som der skal måles på, gennem en passende udspændt elektrodemembran, der bevarer et lag af en elektrolytopløsning på elektrodefladerne. Membranen består af et vandafvisende materiale, som er permeabelt for oxygen, og er fastgjort til 25 undersiden af en aftagelig ringformet holder f.eks. ved hjælp af et klæbestof. Den ringformede holder kan nedefra skubbes op omkring en holder, der bærer elektroderne. Holderen er forskudt bagud i forhold til den ringformede holder på en sådan måde, at der dannes et rum til elektrolytten. Membranen 30 bringes i berøring med elektroderne og ringholderen af en afdækningsplade, der har en midteråbning ud for katoden. Afdækningspladen ender ved periferien i en gevindring, der kan skrues på en ring på holderen. Derved danner der sig mellem membranen og elektroderne det nødvendige elektrolytlag. Den 35 overskydende del af elektrolytten bevares i rummet til elek trolytten.

3

DK 154918 B

Udskiftning af membranen og elektrolytten sker altså her efter en afskruning af bundpladen, også kaldet afdækningspladen.

Den adskilte indføring af elektrolytten i rummet er vanskelig, idet elektrolytten under sammenskruning skal fordele sig så 5 ensartet som muligt mellem elektroderne og membranen.

Det er formålet med opfindelsen at tilvejebringe en elektrokemisk målecelle med mulighed for at udskifte en membran, der har ændret sig, og den tilhørende elektrolyt på en enkel 10 måde uden særlige ekstra anordninger.

Dette formål opnås med en målecelle med de i krav 1 angivne kendetegn. I underkavene 2 og 3 er særligt fordelagtige udførelsesformer beskrevet.

15

Udformningen af membranholderen som et komplet, men enkelt byggeelement viser sig som en meget fordelagtig udførelsesform ifølge opfindelsen. Det kan fjernes fra målecellens legeme uden særligt værktøj. Et håndtag kan i denne forbindelse 20 være til hjælp.

En ny membranholder skubbes som en enkelt komplet byggedel, klar til anvendes, på målecellens legeme og hviler af sig selv i et forspændt lukke. Hver membran er kontrolleret, kor-25 rekt indspændt og kalibreret på fremstillingsstedet. Efter at membranholderen er monteret på målecellens legeme, er der frigivet en gennemgang for elektrolytten, der trænger ind i mellemrummet mellem membran og elektroder. Målecellen med den nye membran og den nye elektrolyt er funktionsdytigt u-30 middelbart derefter. Håndtaget kan være en hjælp ved fjernelse af måleceller, der fastholdes på huden ved klæbning.

Snap-lukket mellem optage- og spændringen forenkler fremstillingen af membranholderen. Andre udformninger af samlingen 35 er også mulige, f.eks. ved klæbning.

Håndtaget på spændringen letter påsætningen eller aftagnin- 4

DK 154918 B

gen af membranholderen på eller fra målecellens legemer. Håndtaget gør det endvidere muligt at ophænge komplette måleceller. Der, hvor håndtaget generer, kan det ganske enkelt afskæres .

5

Opfindelsen skal i det følgende forklares nærmere i form af et eksempel og under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser en membranholder i snit og 10 fig. 2 en målecelle med påsat membranholder.

Membranholderen 1 i fig. 1 består af de ringformede dele, en bundring 2 og en spændring 3, hvorimellem membranen 4 hol-15 des indspændt. Ringene holdes sammen ved hjælp af et snap-lukke 5. Bundringen 2 har en cirkulær rørformet ophøjet rand 6, over hvilken membranen udspændes ved hjælp af spændringen 3 med en tilsvarende modtryksring 7. Modtryksringen 7 danner sammen med en inddrejning i spændringen 3 et cirkulært elek- 20 . .

trolytrum 8. En tætningsliste 10 langs randen af åbningen 9 i bundringen 2, tætner elektrolytrummet 8 med et ekstra tryk på membranen 4 og dermed på modtryksringen 7.

Spændringen 3 er forsynet med et håndtag 11. Med dette hånd-25 tag forenkles håndteringen ved påsætning eller aftagning af membranholderen 1 på en målecelle og gør det endvidere muligt efter påsætningen at hænge målecellen op.

Fig. 2 viser en membranholder 1, monteret på en målecelle.

3D

Målecellen indeholder i sit legeme 13 en cirkulærcylindrisk referenceelektrode 14 og koaksialt dermed en isolering 15 samt en centralt placeret måleelektrode 16 og de tilhørende tilledninger 17.

35

Membranholderen 1 fastholdes på legemet 13 med et cirkulært tilspændingslukke 18, således at membranen 4 er spændt ud over elektroderne. Derved bøjer en cylindrisk skulder 19 den cirkulære tætningsliste 10, således at elektrolytvæsken fra

Claims (3)

1. Elektrokemisk målecelle med udskiftelig membranholder samt elektrolyt, kendetegnet ved, at den udskiftelige og i et forspændt lukke (18) på målecellens legeme (13) fastholdte membranholder (1) består af en bundring (2) samt en i denne fastholdt spændring (3), hvorimellem'membranen (4) 15 fastholdes, udspændt over en modtryksring (7), og hvor modtryksringen (7) både danner afgrænsningen af ét elektrolytrum (8), der indeholder elektrolytten, og i en cirkulær åbning (9) i bundringen (12) løber langs en tætningsliste (10), der er udformet i ét med bundringen (2) og i membranholderens 2 0 beredskabstilstand tætner elektrolytrummet (8) ved et tryk på membranen (4) og dermed på modtryksringen T7), hvorimod den, når membranholderen er monteret på legemet (13), presses væk af en skulder (19) på legemet (13), hvorved elektrolytgennemgangen til mellemrummet mellem membranen (4) og elek-25 troderne (14, 16) åbnes.

2. Elektrokemisk målecelle ifølge krav 1, kendetegnet ved, at bundringen (2) og spændringen C3), som holder membranen (4) indspændt imellem sig, hver især er forsynet 30 med låseorganer, der kan samvirke til dannelse af et snap-lukke (5).

3. Elektrokemisk målecelle ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at spændr^ngen (3) har et håndtag (11). 35