JP5015432B2 - 電位差測定のための測定用プローブ - Google Patents
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Description
ハウジングの底部に配置されている補助的なピン形状の電極が、例えば、該補助電極をハウジング内に融着させることによって行われる費用のかかる締結プロセスをプローブの製造過程中において必要とすることは、従来技術の測定用プローブの不利な点である。更に、補助電極がハウジングから突出している現状の技術状況において知られている補助電極のタイプは、付加的な空間を必要とし且つ損傷を受ける傾向をも有している測定用プローブの機械的に露出された要素として形成されている。
本発明による測定プローブは、電気絶縁材料によって作られ且つ半電池要素を含んでいる少なくとも1つの中空空間を有しているハウジングを備えている。該測定用プローブは更に、測定溶液又はプロセス溶液に浸漬されるように設計されている浸漬可能なハウジング部分上に配置されている少なくとも1つの補助電極を有している。この補助電極は、浸漬可能な部分の外側の測定用プローブ上の定位置に配置されている接点端子に接続されている。該補助電極をハウジングの外側に適用された導電性コーティングとして形成することによって、突出要素又はさもなければ露出要素を備えていないコンパクトな設計の測定用プローブを得ることができる。更に、補助電極を適用する過程は、良好に制御され、試験し且つ証明され、大規模製造に適しており、従って、最終的には経済的利点をも提供するコーティング技術によって行うことができる。
コーティングと関連する電気接続端子との間の接続は、例えば、クランプ接続のような種々の方法で実現することができる。しかしながら、有利な解決方法は、簡単で原価効率が高く信頼性の高い種類の電気的接続を示す接点端子とコーティングとの間の半田接続を使用することである。
その他の基準のうちで、接着促進層のための材料の選択もまたコーティングに依存し、チタン、クロムモリブデン、タンタル又はタングステン間での選択がなされる。いくつかの場合には、金又はパラジウムを接着促進層に付加しても良い。チタンは、ガラスと白金との間に接着付与境界面を設けるための好ましい選択である。なぜならば、チタンは生物工学における用途で危険性がないからである。
測定値変換器の適当な端子を接触させることによって、ダイヤフラムの抵抗を測定するために、基準電極と補助電極の接点端子との間の抵抗測定を行うことができる。更に別の可能性として、ガラス膜の抵抗を測定する目的で、測定電極の接点端子と補助電極の接点端子との間で抵抗測定を行うことができる。
種々の図面における同じ機構は同じ参照符号を有している。図面の幾つかの部分におけるコーティングの厚みは、明確化のために大きく誇張されている。
中央チャンバ8の突出している下端は、所謂pHガラスによって作られている凸状に丸みが付けられたガラス膜16として形成されている。更に、中央チャンバ8は、内側の緩衝溶液18,例えば水性酢酸及び塩化カリウムを含んでいる酢酸エステル緩衝溶液を含んでおり、酢酸エステル緩衝溶液には、例えば銀線のような第1の導電体部材20が浸漬されている。銀線は、接点端子K1を測定するために中央チャンバ8の上端に設けられた融着されたヘッダー22(詳細に示されてはいない)内を通過している。
b)K1とK3(図1)の間の抵抗の測定:ガラス膜抵抗の測定
c)K2とK3又はK2とK4(図1乃至3)の間の抵抗の測定:ダイヤフラム抵抗の測定
d)K3とK2(図1乃至3)の間の電位差の測定:測定溶液(白金の補助電極)内の酸化還元電位の測定又は測定溶液(対応する金属の補助電極)内の金属イオン濃度の測定
e)K3(図1乃至3)に規定電位を設定すること:測定溶液を接地電位に設定すること又はそれを別の電位と同じにすること
f)K3とK4(図3)の間の抵抗の測定:測定溶液の電気伝導度の測定
6 測定媒体、 8 中央チャンバ、
10,10a,10b センサーチャンバ、
12,12a,12b,12c 補助電極、
14,14a,14b,14c コーティング、
16 ガラス膜、 18 内側緩衝液、
20 導電体部材、 22 融着されたヘッダー、
24 膜、 26 補給穴、
28 基準電解質溶液、 30 導電体部材、
32 上方閉塞部分、 34 第1の縦長のコーティングストリップ、
36 上方のリング形状コーティングストリップ、
40 第2の縦長のコーティングストリップ、
42 下方のリング形状コーティングストリップ、
44 コーティングされた領域、 K1 測定接点端子、
K2 基準接点端子、 K3 第1の補助接点端子、
K4 第2の補助接点端子
Claims (17)
- 測定用プローブによる電位差測定のための装置であり、前記測定用プローブは、電気絶縁材料によって形成されており且つ半電池要素を含んでいる少なくとも1つの中空空間(8,10;10a;10b)を有するハウジング(2;2a;2b)を備えており、前記測定用プローブは、測定溶液(6)内に浸漬されるように設計されている前記ハウジング(2;2a;2b)の浸漬可能な部分(4)上に配置されている少なくとも1つの補助電極(12;12a;12b,12c)を有している、電位差測定のための装置であって、
前記補助電極(12;12a;12b,12c)は、前記浸漬可能なハウジングの部分(4)の外側に配置されている接点端子(K3;K4)に接続されており、
該装置は、前記測定用プローブの半電池要素の接点端子(K1;K2)ばかりでなく前記補助電極(12;12a;12b,12c)の前記接点端子(K3,K4)に接続可能である測定値変換器を備えており、
前記測定値変換器が、前記補助電極(12;12a;12b,12c)を規定電位に設定するための手段、及び/又は、前記補助電極(12;12a;12b,12c)が接続されている前記接点端子(K3;K4)と、該装置の別の前記接点端子(K1,K2,K3,K4)との間に存在する抵抗又は電位差を測定するための手段を更に含み、
前記少なくとも1つの補助電極(12;12a;12b,12c)が、前記ハウジング(2;2a)の外側に適用されている導電性コーティング(14;14a;14b;14c)によって構成されていることを特徴とする、装置。 - 請求項1に記載の装置であって、
前記補助電極の前記接点端子(K3;K4)が前記導電性コーティング(14;14a;14b;14c)に半田付けされていることを特徴とする装置。 - 請求項1又は2に記載の装置であって、
前記導電性コーティング(14;14a)が前記ハウジング(2;2a;2b)のほぼ全体を覆っていることを特徴とする装置。 - 請求項1乃至3のうちのいずれか一の項に記載の装置であって、
前記導電性コーティング(14;14a;14b;14c)が少なくとも部分的に透明であることを特徴とする装置。 - 請求項1乃至4のうちのいずれか一の項に記載の装置であって、
前記ハウジング(2;2a;2b)がガラスによって作られていることを特徴とする装置。 - 請求項1乃至5のうちのいずれか一の項に記載の装置であって、
前記導電性コーティング(14;14a;14b;14c)が気相による蒸着によって適用されていることを特徴とする装置。 - 請求項1乃至6のうちのいずれか一の項に記載の装置であって、
前記導電性コーティング(14;14a;14b;14c)が白金によって形成されていることを特徴とする装置。 - 請求項1乃至7のうちのいずれか一の項に記載の装置であって、
前記ハウジング(2;2a;2b)と前記導電性コーティング(14;14a;14b;14c)との間に接着促進層が設けられていることを特徴とする装置。 - 請求項8に記載の装置であって、
前記接着促進層が、金又はパラジウムと組み合わせて使用することができるチタン、クロム、モリブデン又はタングステンによって形成されていることを特徴とする装置。 - 請求項1乃至9のうちのいずれか一の項に記載の装置であって、
前記半電池要素が測定用電極(8,16,18,20)として形成されていることを特徴とする装置。 - 請求項1乃至9のうちのいずれか一の項に記載の装置であって、
前記半電池要素が基準電極(10,24,28,30)として形成されていることを特徴とする装置。 - 請求項1乃至9のうちのいずれか一の項に記載の装置であって、
単一ロッドの測定器械(8,16,18,20;10,24,28,30)として形成されていることを特徴とする装置。 - 請求項1乃至12のうちのいずれか一の項に記載の装置であって、
前記浸漬された部分(4)の種々の領域に配置されており且つ各々関連する前記補助電極の前記接点端子(K3,K4)に接続されている2つの前記補助電極(12b,12c)を含んでいることを特徴とする装置。 - 測定用プローブと測定値変換器とによって電位差を測定するために測定用プローブを監視する方法であって、
前記測定用プローブが、電気絶縁材料によって形成されているハウジング(2;2a;2b)を含んでおり且つ半電池要素を含んでいる少なくとも1つの中間空間(8,10;10a;10b)を有し、前記測定用プローブは、前記ハウジング(2;2a)の外側に適用される導電性コーティング(14;14a;14b;14c)によって構成された少なくとも1つの補助電極(12;12a;12b;12c)を有し、前記補助電極(12;12a;12b;12c)は、測定溶液(6)内に浸漬できるように設計された前記ハウジング(2;2a;2b)の浸漬可能な部分(4)上に配置されており且つ前記浸漬可能な部分(4)の外側に配置された接点端子(K3;K4)に接続されており、前記測定値変換器は、前記測定用プローブの半電池要素の接点端子(K1;K2)のみならず前記補助電極(12;12a;12b,12c)の接点端子(K3,K4)に接続されており、前記補助電極(12;12a;12b,12c)が接続されている前記接点端子(K3;K4)と該装置の別の前記接点端子(K1,K2,K3,K4)との間で抵抗又は電位差が測定されるようになされた、測定用プローブを監視する方法。 - 請求項14に記載の測定用プローブを監視する方法であって、
前記測定値変換器によって、前記補助電極(12;12a;12b,12c)に規定電位が設定されることを特徴とする測定用プローブを監視する方法。 - 請求項14に記載の測定用プローブを監視する方法であって、
前記半電池要素が基準電極(10,24,28,30)として形成されており、前記基準電極はダイヤフラムを含み、
一方、前記ダイヤフラムの抵抗を測定するために、前記基準電極の前記接点端子(K2)と前記補助電極の前記接点端子(K3,K4)との間で抵抗測定が行われることを特徴とする測定用プローブを監視する方法。 - 請求項14に記載の測定用プローブを監視する方法であって、
前記測定用プローブの中央チャンバ(8)の突出している端部は、凸状に丸みが付けられたガラス膜(16)として形成されており、
前記半電池要素が測定用電極として形成されており、一方、前記ガラス膜の抵抗を測定するために、前記測定用電極の前記接点端子(K1)と前記補助電極(12;12a;12b,12c)の前記接点端子(K3)との間で抵抗測定が行われることを特徴とする測定用プローブを監視する方法。
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