JPH1062381A - 電気化学的測定を遂行するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 例えばガラスまたは塩融解物内における酸素
分圧測定の測定精度を改善する。 【解決手段】 非常に精密な測定を遂行するために、融
解物中への浸漬が決定された測定電極の先端が貴金属か
ら形成され、その測定電極が石英ガラス管の一端部で気
密に保持され、そして石英ガラス管を貫通して導かれ
る。本発明によれば、短期間の作動で非常に忠実な結果
をもたらし、非常に廉価に製造できる電気化学的測定を
遂行するための装置を提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも一つの
測定電極および一つの基準電極装置を備え、融解ガラス
または塩内において電気化学的測定を遂行するための装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の装置は、種々知られており例え
ばドイツ実用新案GB 2 057 695 Aから周知である。この
実用新案では、通常の指示装置および／または評価装置
（測定系）を介して対向電極（測定電極とも）に結合さ
れる、基準電極装置とも称される電気化学的測定セルに
より酸素分圧の測定が行われる。測定電極としては白金
線が使用されるが、この白金線は、酸化アルミニウム体
中を貫通して導かれる。酸化アルミニウム体の先端で白
金線は露出されていて、対向電極が融解物内に浸漬され
るや否やそれが融解物と接触し得るようになされてい
る。酸化アルミニウム体は酸化アルミニウム管内に保持
される。実際には、白金電極と酸化アルミニウム体間に
気密の貫通状態を作ることは可能でないことがわかっ
た。そのため、酸素が融解物上の大気から測定電極の融
解物と接触する部分にまで侵入するから、そこで測定さ
れる値は融解物内の実際の関係に対応せず、そのために
測定は誤りを伴う。

【０００３】似た測定装置は、例えばDE 38 11 915 A1
から周知である。これにあっても、測定電極は白金から
形成される。

【０００４】例えば「Glastechnische Berichte」 68(199
5)No.9 P.273以下から、三つの電極での電圧電流分析に
よりガラス融解物内の鉄、硫黄またはクロムを測定する
ことも周知である。ここでも上述の問題が生ずる。その
ため、例えばガラス内における電極表面の大きさが精密
に知られていなければならない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、現今
の技術状態から周知の装置から出発して、例えばガラス
または塩融解物内の酸素分圧測定の測定精度を改善する
ことである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に従うと、この課
題は、融解物内への浸漬が決定された測定電極の先端を
貴金属から形成し、石英ガラス管の一端部内で気密に融
着し、そして測定電極を石英ガラス管中を貫通して導く
（融解物から評価装置へ）ことにより解決される。気密
の保持は、酸素が管を通って外から被測定融解物まで測
定に影響を及ぼすような量で侵入しないことを意味す
る。貴金属は、イリジウム、白金、パラジウムまたはロ
ジウムまたはこれらの金属の少なくとも一種と少なくと
も一種の他の貴金属（場合によってはやはりこの群から
の）との合金が好ましい。装置を主として短期間測定に
適用することも考えられる。

【０００７】融解物内への浸漬が決定された石英ガラス
管の端部で測定電極と石英ガラス管との間の結合部を気
密に融着するのが好ましい。石英ガラス管は、融解物か
ら出て後ろの方では解放状態としてよい。測定電極の貴
金属から形成された先端は、石英ガラス管の内部で測定
線と結合されるのが好ましいが、この測定線は、モリブ
デン、タングステン、またはクロム−ニッケル合金（例
えばクロニックス）から形成するのが有利である。それ
により電極として使用される貴金属線の長さを制限し、
貴金属を節約できる。

【０００８】測定線をモリブデンまたはタングステンか
ら形成する場合、測定電極の貴金属から形成される先端
と測定線との間にモリブデンから成る金属ストリップを
配置することが可能である。貴金属と測定線との間の結
合部は石英管内で融着してよい。特に、モリブデンから
成る融着金属ストリップは、ほとんど絶対的な気密性を
保証する。

【０００９】クロム−ニッケル線は、石英ガラス管が必
要とされる温度で溶融する危険が存するから、石英ガラ
ス管内にただちに融着できない。それゆえ、結合位置
は、石英ガラス管内の融着位置の後ろに配置されるのが
有利である。

【００１０】高い測定精度を得るためには、基準電極を
一端を閉鎖した固形電解質細管に配置し、該細管をその
閉鎖端部と反対の端部で、基準電極が貫通して導かれる
セラミック管内に保持し、かつ、固形電解質細管内の基
準電極の端部を、金属−金属酸化物、有利なものとして
はニッケル−酸化ニッケル粉末混合物から形成される基
準材料により囲むのが有利である。基準電極それ自体
は、クロム−ニッケル合金から形成するのが好ましい。

【００１１】さらに、石英ガラス管とセラミック管はコ
ランダムで充填するのが好ましい。それ以外に、石英ガ
ラス管とセラミック管を、有利なものとしてはセラミッ
クより形成される一つの共通の支持管に保持し、その浸
漬端部と反対の端部に、測定電極および基準電極と測定
系との機械的連結および接続のため通常の技術の結合部
を設けるのが有利である。支持管は酸化アルミニウムか
ら形成し、コランダムで充填してよい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を具
体例について詳述する。図１に示される装置は、酸化ア
ルミニウムから形成される支持管１を有している。支持
管１には、その浸漬端部と反対の端部に結合部２が配置
されており、そしてこの結合部は図示されていないホル
ダ例えば金属製のランスに挿入される。支持管１中を貫
通して導かれる線、測定線３および基準電極４は、結合
部２を介して測定系、すなわち通常の測定装置および／
または評価ユニットと結合される。支持管１の内部で、
測定線３と基準電極４は石英細管５中を導かれ、かつコ
ランダム６内に埋め込まれている。

【００１３】支持管１の、装置の浸漬端部に向いた端部
には、基準電極装置７と石英ガラス管８が配置されてい
る。基準電極装置７は、酸化アルミニウムより成るセラ
ミック管９を有しており、基準電極４はこのセラミック
管９を通って固形電解質細管１０まで導入される。酸化
ジルコニウムより成る固形電解質細管１０は、その内部
に基準物質としてニッケル−酸化ニッケル混合粉末を包
含しており、その中にクロム−ニッケル合金（クロニッ
クス）より形成された基準電極４が保持されている。石
英ガラス管８を貫通して、測定線３を有する測定電極が
導入されるが、この測定電極の先端１１はイリジウム線
により形成される。しかしながら、これは、白金、パラ
ジウム、ロジウム、または主としてイリジウムまたは上
述の群の他の金属そしてさらに他の貴金属を含む合金か
ら形成してよい。イリジウムより成る先端１１は、石英
ガラス管８中にまで突出してよい。先端１１は、石英ガ
ラス管８の端部１２において約２ｃｍの長さにわたり気
密に融着される。その後、測定電極の材料は交換され
る。比較的高価なイリジウム線を節約するために、測定
電極の残部は、クロニックス（クロム−ニッケル合金）
であるより成る測定線３である。クロニックスの代わり
に、例えばモリブデンまたはタングステンも測定線３と
して使用できる。

【００１４】測定電極を構成する他の可能性が図３に示
されている。この図にあっては、イリジウムより成る先
端１１は、石英ガラス管８の内部においてモリブデンス
トリップ１３と結合され、これがその他端で測定線３と
結合される。測定線３は、この場合例えばモリブデンま
たはタングステンから形成できる。モリブデンストリッ
プ１３は、図示の例においては完全に石英ガラス管８の
端部１２に融着される。これにより完全な気密性が達成
される。

【００１５】図面には、モリブデンストリップ１３を石
英ガラス管８の融着端部１２から導出し、解放管内で初
めて測定線３と結合する可能性は図示されていない。こ
のような場合にも、クロニックスが測定線３として使用
可能である。

【００１６】石英ガラス管８とセラミック管９は、管の
内部で線の位置を安定化するコランダム充填材を包含し
ている。

【００１７】図４に示される装置は、例えば融解ガラス
内における鉄、硫黄またはクロム含有量の電圧電流測定
に適合している。このための方法は、例えば「Glastechn
ische Berichte」 68(1995)No.9, P.273 以下に記述され
ている。酸化アルミニウムより成る支持管１内には、測
定電極と基準電極４が配置される。測定電極の先端１１
はイリジウムより形成され、石英ガラス管８に融着され
る。白金より成る基準電極４は、セラミック管９内に配
置され、そして支持管１の浸漬端部には、白金より成る
対向電極１４が配置されている。

【００１８】

【発明の効果】上述の装置による測定は、まず短期間の
作動で非常に忠実な結果をもたらす。装置は非常に廉価
に製造できるから、使い捨てプローブとして構成するこ
とが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置の斜視図である。

【図２】本発明の装置の長手方向断面図である。

【図３】石英ガラス管に融着された測定電極の長手方向
断面図である。

【図４】三つの電極を備える装置の断面図である。

【符号の説明】

１ 支持管 ２ 結合部 ３ 測定線 ４ 基準電極 ５ 石英ガラス細管 ６ コランダム ７ 基準電極装置 ８ 石英ガラス管 ９ セラミック管 １０ 固形電解質細管 １１ 先端（測定電極の） １２ 端部（石英ガラス管８の） １３ 金属ストリップ又はモリブデンストリップ １４ 対向電極

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一つの測定電極と基準電極装
   置を備えるガラスまたは塩融解物で電気化学的測定を遂
   行するための装置であって、溶融物内への浸漬が決定さ
   れた測定電極の先端（１１）を貴金属から形成し、かつ
   石英ガラス管（８）内で融着し、そして測定電極を石英
   ガラス管中を貫通して導くことを特徴とする電気化学的
   測定遂行装置。
2. 【請求項２】 前記貴金属が、イリジウム、白金、パラ
   ジウムまたはロジウムの群の一種の金属またはこの金属
   の少なくとも一種と少なくとも一種の他の貴金属との合
   金である請求項１記載の電気化学的測定遂行装置。
3. 【請求項３】 融解物内への浸漬が決定された石英ガラ
   ス管（８）の端部（１２）で測定電極と石英ガラス管
   （８）との間の結合部が融着される請求項１または２記
   載の電気化学的測定遂行装置。
4. 【請求項４】 測定電極の貴金属から形成される先端
   （１１）が石英ガラス管（８）の内部で測定線（３）と
   結合される請求項１〜３のいずれかに記載の電気化学的
   測定遂行装置。
5. 【請求項５】 測定電極の貴金属から形成される先端
   （１１）と測定線（３）との間にモリブデンより成る金
   属ストリップ（１３）が配置される請求項４記載の電気
   化学的測定遂行装置。
6. 【請求項６】 測定線（３）がモリブデンまたはタング
   ステンより成る請求項５記載の電気化学的測定遂行装
   置。
7. 【請求項７】 貴金属と測定線（３）との間の結合部が
   石英管内で融着される請求項４〜６のいずれかに記載の
   電気化学的測定遂行装置。
8. 【請求項８】 測定線（３）がクロム−ニッケル合金よ
   り形成される請求項４記載の電気化学的測定遂行装置。
9. 【請求項９】 基準電極（４）が、一端を閉鎖されかつ
   該閉鎖端部と反対の端部で、基準電極が貫通して導かれ
   るセラミック管（９）内に保持されている固形電解質細
   管（１０）内に配置され、そして基準電極（４）の端部
   が、固形電解質細管（１０）内において金属−酸化金属
   粉末混合物、有利なものとしてはニッケル−酸化ニッケ
   ル粉末混合物から形成される基準物質により包囲されて
   いる請求項１〜８のいずれかに記載の電気化学的測定遂
   行装置。
10. 【請求項１０】 基準電極（４）がクロム−ニッケル合
    金から形成される請求項１〜９のいずれかに記載の電気
    化学的測定遂行装置。
11. 【請求項１１】 石英管（８）とセラミック管（９）が
    コランダムで充填された請求項９または１０記載の電気
    化学的測定遂行装置。
12. 【請求項１２】 石英ガラス管（８）とセラミック管
    （９）が、有利なものとしてはセラミックより形成され
    る共通の支持管（１）内に保持され、そして該支持管
    が、浸漬端部と反対の端部に測定電極および基準電極
    （４）と測定系との機械的結合および接続のための結合
    部（２）を有する請求項９〜１１のいずれかに記載の電
    気化学的測定遂行装置。
13. 【請求項１３】 支持管（１）が酸化アルミニウムから
    形成され、かつコランダムで充填されている請求項１２
    記載の電気化学的測定遂行装置。