NL8200007A - Electrode voor het tot stand brengen van contact met een vloeistof, zoals een redoxelectrode en redoxmeetapparatuur voorzien van een dergelijke electrode. - Google Patents

Description

y „· S

dW/HH/13.065 -1-

Electrode voor het tot stand brengen van contact met een vloeistof, zoals een redoxelectrode en redoxmeetapparatuur voorzien van een dergelijke electrode.

De uitvinding heeft betrekking op een electrode voor het tot stand brengen van contact met een vloeistof, voorzien van een drager van isolerend materiaal en een door een doorvoering in deze drager gevoerde geleider en een redox-5 meetapparatuur waarin een dergelijke electrode gebruikt wordt.

Bekende electroden, in het bijzonder voor het meten van redoxpotentialen hebben een aantal nadelen. Het is namelijk gebleken, dat het moeilijk is een dergelijke electrode vol-10 doende bestendig tegen hoge temperaturen en/of drukken te vervaardigen, terwijl bovendien een zodanig gladde reinig-bare vorm, dat een hoge mate van steriliteit gewaarborgd kan worden, veelal,bijvoorbeeld in de fermentatie-industrie, een probleem kan vormen.

15 Bij bekende electroden wordt een draad, bijvoorbeeld van platina direct door een glas van geschikte uitzettings-coëfficiënt, bijvoorbeeld een silicaat loodglas gevoerd.

Een dergelijk glas heeft evenwel een betrekkelijk lage transformatie temperatuur, zodat de bestendigheid tegen hoge tem-20 peraturen zeer beperkt is. Bij gebruik van andere metalen, zoals bij redoxmetingen goud of zilver,, is het onmogelijk direct een draad van deze metalen in glas te brengen zodanig dat een goede afdichting verkregen wordt. In die gevallen gebruikt men een siliconrubber of een epoxyhars om de draad 25 in de drager te kitten.

lekkage langs de doorvoering van de draad kan leiden tot foutieve metingen, wanneer de draad aan de andere zijde door een geleider van een ander metaal wordt gevormd, waarbij de eindmeting een redoxpotentiaal geeft, die is samengesteld > 30 uit degene die behoort bij het metaal van de doorgevoerde 8200007 i * . -2- draad en liet metaal, waar deze draad mede is verbonden.

Dit is ook de reden, waarom voor redoxelectroden een normale electro plating van een metalen drager niet toelaatbaar is omdat een dergelijke bekleding namelijk veelal 5 onvoldoende vloeistofdicht is.

De uitvinding beoogt deze moeilijkheden op te heffen. Dienovereenkomstig wordt er volgens de uitvinding in voorzien dat een vloeistofdichte laag op de zijde van de drager is aangebracht, die bestemd is met de vloeistof in aanraking 10 te komen, welke laag van geleidend materiaal is, de door-• voering bedekt en aan zijn van de vloeistof afgekeerde zijde in aanraking is met de door de drager gevoerde geleider.

Doordat bij de uitvinding de laag vloeistofdicht is en deze laag aan de buitenzijde van de electrode is aangebracht 15 zijn zowel lekkageproblemen als problemen die ontstaan doordat de vloeistof in aanraking komt met de geleider, wanneer deze van een ander materiaal is dan de laag worden vermeden.

Bovendien is de buitenkant van de electrode volkomen 20 glad en heeft zij geen hoekjes waar materiaal kan blijven zitten, zoals wanneer een draad uit een vlak gevoerd is, hetgeen het steriel houden of maken van de electrode in hoge mate vereenvoudigt. In dit verband wordt er op gewezen, dat steriele electroden voor redoxmetingen van groot belang zijn 25 voor de fermentatie-industrie, waarin grote schade kan ontstaan door onvoldoende steriele omstandigheden.

Volgens een nadere uitwerking van de uitvinding wordt er in voorzien, dat het einde van de geleider in één vlak met het vlak van de drager ligt. Gebleken is dat v.©p deze 30 wijze een voldoende electrische verbinding tussen geleider en de laag kan worden aangebracht en dat de laag ter plaatse van de geleider ongestoord is en voldoende vloeistofdicht blijft. Daardoor komt de geleider zelf nimmer in aanraking met de vloeistof.

35 Uiteraard wordt een aanvullende veiligheid verkregen, dat de meting niet onjuist beïnvloed wordt doordat de geleider in aanraking met de vloeistof komt door er in te voorzien, dat de geleider en de laag van hetzelfde materiaal zijn.

40 Een belangrijk voordeel van de uitvinding is, dat 8200007 -3- > 4 daardoor de eisen, die aan de doorvoering van de geleider door de drager gesteld moeten worden, aanmerkelijk lager kunnen zijn. Dit betekent dat gebruik gemaakt kan worden van een glassoort met een hoge transformatietemperatuur 5 en/of een grote chemische bestendigheid, zoals borium silicaat glas bijvoorbeeld zogenaamd pyrex glas van Corning of Duram 50 van Schott. Daarenboven is de vervaardiging betrekkelijk eenvoudig, omdat geen doorvoeringsproblemen optreden en geen aparte kitten zoals met een epoxyhars of 10 een siliconrubber nodig zijn, zodat de electrode volgens de uitvinding niet alleen ten aanzien van temperatuur en chemische bestendigheid, maar ook ten aanzien van drukbestendigheid een belangrijke verbetering ten opzichte van de bekende techniek kan inhouden. Een mogelijkheid die verder 15 met de uitvinding verkregen wordt is de drager uit te voeren in keramisch materiaal.

Zoals reeds gezegd werd bij de bekende techniek een platina draad in speciaal glas direct ingesmolten bij de vervaardiging van de redoxelectrode, maar werden de andere voor 20 redoxmetingen gebruikelijke metalen, namelijk zilver en goud door middel van een kit doorgevoerd. Dit is thans bij toepassing van de uitvinding niet meer nodig en een directe doorvoering van al deze metalen, ook door een niet aan hem wat uitzettingscoëeficiënt betreft aangepast isolerend materiaal 25 is mogelijk.

Een voorkeursuitvoering van de uitvinding voorziet er in, dat de drager de vorm heeft van een cilinder met aan zijn einde een bolkap, waarbij de laag de bolkap en een aangrenzend deel van de cilinder bedekt-en de doorvoering 30 iu de bolkap is gelegen.

Een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding voorziet er in, dat de drager een holle cilinder is en de doorvoering door de cilinderwand heen gaat, waarbij de laag een bij voorkeur ringvormig gedeelte van de cilinderwand bedekt.

35 In dit verband wordt er op gewezen, dat de electrode volgens de uitvinding niet alleen geschikt is voor redoxmetingen, maar ook voor bijvoorbeeld geleidbaarheidsmetingen. In dat geval kan men bij de in het bovenstaande aangegeven electrode een aantal onderling van elkaar gescheiden ringen aanbrengen. 40 Uiteraard is het daarbij mogelijk de ringvormige lagen zowel 8200007

' V

-4- aan de binnenkant van een cilindrische . drager1 aan te brengen, wanneer de vloeistof zich binnen de , drager.· bevindt als aan de buitenkant, wanneer de vloeistof zich aan de buitenkant bevindt en de electrode in de vloeistof gedompeld is.

5 Gebleken is dat een goede wijze van aanbrenging van de uitvinding daarin bestaat dat de laag vervaardigd is door een pasta van een gewalst mengsel van metaal en fijne glasdeeltjes en een bindmiddel op de drager te branden. Dergelijke pasta's zijn in de handel beschikbaar en het bindmiddel is in het 10 algemeen een stof, die bij de brandtemperatuur verdampt, zodat een mengsel van glasdeeltjes enmetaaldeeltjes overblijft, dat, naar de ervaring geleerd heeft, een homogene vloeistofdichte geleidende laag vormt.

De 'uitvinding heeft eveneens betrekking op een redox-15 meetapparatuur voor het bepalen van redoxpotentialen bij hogere temperaturen of drukken en/of steriele omstandigheden, voorzien van een electrode als in het bovenstaande omschreven.

De uitvinding wordt in het volgende nader toegelicht aan de hand van de tekening, waarin: 20 fig. 1 schematisch een doorsnede toont door een eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding; en fig. 2 een schematische doorsnede toont door een tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding.

In fig. 1 is met 1 een cilindrisch isolerend dragerorgaan 25 aangegeven, dat eindigt in een bolkap. In het midden van het bolkapgedeelte is een opening 2 aangebracht, waardoor een geleider 3 steekt. Deze geleider is vast verbonden met een vloeistofdichte laag 4, die aan de drager 1 gehecht is en zorgt voor een volkomen vloeistofafdichting tussen het 30 inwendige van de drager 1 en de zich daar buiten bevindende vloeistof.

In fig. 2 is een uitvoeringsvoorbeeld getekend van een redoxelectrode, waarbij de redoxpotentiaal niet ten opzichte van een referentie-electrode maar ten opzichte van een pH-35 electrode gemeten wordt.

De aan de benedenzijde getekende^ho^le glazen bol 5 bevat een vloeistof 6 met een pH-waarde/7, waarin een aansluit orgaan 7 steekt, dat verbonden is met een uitgangs-geleider 8.

8200007 -5- 5-

De wand 9 van het cilindrische gedeelte boven het pH-electrode gedeelte heeft een gat 11, waar een geleider 10 doorheen gaat, die eindigt in een vloeistofdichte laag 12, die volgens de uitvinding is aangebracht. Met deze electrode > 5 is het mogelijk de redoxpotentiaal van het metaal van de laag 12 te meten ten opzichte van pH-potentiaal. Deze laatste wordt gemeten via de als diafragma op te vatten glaswand 5, zoals op zichzelf bekend is.

Het zal duidelijk zijn, dat een electrode als in het 10 bovenstaande beschreven een aantal boven elkaar gelegen ringen'12 kan bevatten, waardoor de mogelijkheid bestaat op verschillende punten in de vloeistof spanningen te meten, bijvoorbeeld voor het uitvoeren van geleidbaarfeeids-metingen en dergelijke.

8200007

Claims (13)

1. Electrode voor het tot stand brengen van contact met een vloeistof, voorzien van een drager van isolerend materiaal en een door een doorvoering in deze drager gevoerde geleider, met het kenmerk, dat een vloeistofdichte laag op de zijde 5 van de drager is aangebracht, die bestemd is met de vloeistof in aanraking te komen, welke laag van geleidend materiaal is, de doorvoering bedekt en aan zijn van de vloeistof afgekeerde zijde in aanraking is met de door de drager gevoerde geleider.

2. Electrode volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het einde van de geleider in één vlak met het vlak van de drager ligt.

3. Electrode volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de geleider en de laag van hetzelfde materiaal zijn.

4. Electrode volgens conclusie 1, 2 of 3. met het'- · een - kenmerk, dat de drager van/glassoort is met een hoge trans-formatietemperatuur en/of een grote chemische bestendigheid zoals borium silicaat glas, bijvoorbeeld Pyrex glas van Corning of Duram 50 van Schott.

5. Electrode volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat de drager van keramisch materiaal is.

6. Electrode volgens één of.meer van de conclusies 1-3» waarbij de draad van een ander materiaal is als platina of volgens conclusie 4 of 5» met het kenmerk, dat de draad 25 zonder kitmiddel in de doorvoering is bevestigd.

7. Electrode volgens één of meer van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de drager de vorm heeft van een cilinder met aan zijn einde een bolkap, waarbij de laag de bolkap en een aangrenzend deel van de cilinder 30 bedekt en de doorvoering in de bolkap is gelegen.

8. Electrode volgens één of meer van de conclusies 1-6, met het kenmerk, dat de drager een holle cilinder is en de doorvoering door de cilinderwand heen gaat, waarbij de laag een bij voorkeur ringvormig gedeelte van de cilinder- 35 wand bedekt.

9. Electrode volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de laag aan de buitenkant van de cilindervormige drager en de geleider aan de binnenkant daarvan is aangebracht.

10. Electrode volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat 8200007 -7- -> -i7 de laag aan de, binnenkant van de cilindervormige drager en de geleider aan de buitenkant daarvan is gelegen.

11. Electrode volgens één of meer van de voorafgaande conclusies, met bet kenmerk, dat de laag vervaardigd is 5 door een pasta van een gewalst mengsel van metaaldeeltjes en fijne glasdeeltjes en een bindmiddel op de drager te brengen en te branden.

12. Electrode volgens één of meer van de voorafgaande conclusies, met bet kenmerk, dat de laag van platina, goud 10 of zilver is.

13. Eedoxmeetapparatuur voor het bepalen van redox-potentialen bij hogere temperaturen of drukken en/of steriele omstandigheden voorzien van een electrode volgens één of meer van de voorafgaande conclusies. 8200007