DK147774B - Udskiftelig baerer for en maalevaerdioptager til polarografisk maaling af gasser i vaesker samt fremgangsmaade til fremstilling af baereren - Google Patents

Description

147774

Opfindelsen angår en udskiftelig bærer for en måleværdioptager til polarografisk måling af gasser, især oxygen, i væsker, hvilken bærer kan påmonteres et grundlegeme, og med en på forsiden af bæreren på en støtteflade anbragt katode, et 5 med en elektrolyt fyldt rum samt en membran, der tillader gasdiffusion og dækker støttefladen og elektrolytrummet, en anode neddykket i elektrolytten, og på hvis bagside der befinder sig en katode-tilslutningskontakt, og ved hvilken elektrolytrummet har en støttefladen omgivende ringformet 10 del, hvor støttefladen står frem over den omgivende dels endeflade.

Ved sådanne måleværdioptagere danner katoden en polariseret elektrode. Hvis væsken, hvori måleværdioptageren er neddykket, indeholder en gas, som kan diffundere gennem membranen, 15 frembringes en depolarisering af elektroden, hvorved der dannes en strøm, som er en funktion af gassens partialtryk i væsken.

Ved en kendt måleværdioptager af den i krav 1's indledning angivne art bæres anoden af grundlegemet. Den er excentrisk 20 anbragt og rager ind i en på bagsiden af bæreren anbragt og af grundlegemet lukket ringnot. Denne første ringnot er over kanaler forbundet med en ringnot på endefladen. De to ringnoter danner elektrolytrummet, som kun delvis er fyldt med 2 147774 elektrolyt. For udskiftning af membranen og katoden kan bæreren udskiftes med en lignende ny bærer. Derved må man dog udvise stor forsigtighed for ikke at bøje den frit ud af grundlegemet ragende anode. Desuden er denne måleværdioptager 5 meget følsom for tryksvingninger. For ved højere væsketryk trykkes membranen, fordi luftpolsteret over elektrolytrummet komprimeres stærkt, langt ind i elektrolytrummet. Der optræder en overstrækning, som bevirker et hurtigt slid af membranen. Ved slækning af trykket er membranen slap, således at 10 der kan samle sig gasblærer mellem støtteflade og membran.

Alt i alt kan den afstand mellem membran og katode, som af hensyn til opnåelsen af nøjagtige måleresultater skal holdes så konstant som muligt, ændre sig ret meget.

Ved en anden kendt måleværdioptager er membranen anbragt som 15 et tyndt lag umiddelbart på endefladen af et porøst, stift legeme, som derunder i det mindste bærer katoden og i givet fald også anoden. Porerne i dette legeme, som fx kan bestå af sinterglas, og det bagved liggende rum er helt fyldt med elektrolyt. Herved er membranen ganske vist på grund af den 20 gennemgående afstøtning i vid udstrækning beskyttet imod trykdeformeringer, men en temperaturudvidelse af elektrolytten kan dog føre til henholdsvis en ødelæggelse eller en hævning af membranen. Men denne konstruktion kræver en kompliceret fremstillingsmetode, da der i det porøse legeme 25 først skal nedfældes en elektrode af metal, hvorefter membranen anbringes ved hjælp af en katodespredning.

Opfindelsen har til hensigt at angive en produktionsbillig bærer for en måleværdioptager af den i indledningen til krav 1 angivne art, som i vid udstrækning er ufølsom for tryksving-30 ninger.

Denne opgave løses ifølge opfindelsen ved, at elektrolytmængden er således dimensioneret, at elektrolytrummet er fuldstændigt fyldt, men at membranen dog endnu ikke har 147774 3 hævet sig fra støttefladen, som har en skarp omkredskant, og bæreren også bærer anoden og på bagsiden har en anodetilslutningskontakt .

Ved denne konstruktion tjener elektrolytten til afstøtning 5 af membranen, når denne påvirkes af et større tryk. Denne opgave kan elektrolytten overtage, da den i vid udstrækning kan komprimeres og fuldstændig udfylder elektrolytrummet. Da bæreren inklusive elektrolytfyldningen er udskiftelig, er der heller ingen risiko for, at man ved udskiftning på 10 indbygningsstedet fejlagtigt påfylder en forkert elektrolytmængde og derved forringer målenøjagtigheden. Brugeren behøver derfor hverken bekymre sig om elektrolytten eller om den nøjagtige mængdeberegning eller rengørelse og omhyggelig behandling af anoden. Endvidere vil den skarpe omkredskant 15 bevirke, at ved tryk- eller temperaturforandringer deformeres blot den mellem den skarpe omkredskant og den fastgjorte kant tilstedeværende membrandel; den over støttefladen liggende membrandel bibeholder praktisk taget uændret sit leje.

Særlig gunstigt er det, hvis elektrolytmængden er således 20 dimensioneret, at membranen hvælver sig noget indad i elektrolytrummets område. Med denne forholdsregel sikres det, at heller ikke en temperaturudvidelse af elektrolytten medfører, at membranen hæves fra støttefladen. Membranens afstand fra katoden er således ikke blot i vid udstrækning uafhængig af 25 trykket, men også i vid udstrækning temperaturuafhængig.

Ved en foretrukken udførelsesform består bæreren af to dele, som begrænser elektrolytrummet og formindsker det ved sammenføjning, og endvidere er der anbragt et udløb, som kan lukkes for det ved formindskelsen fra elektrolytrummet 30 udtrængende elektrolytoverskud. Man kan da før sammenføjningen af de to bærerdele fylde elektrolytrummet med elektrolytten. Ved sammenføjning trykkes da automatisk elektrolytoverskuddet ud af elektrolytrummet.

4 147774

Fortrinsvis er der sørget for, at den i det væsentlige rotationssymmetriske bærer består af en ringformet udvendig del, hvortil membranen er fastgjort foran, og som bagved har et indvendigt gevind, og en indvendig del, som på et hoved 5 foran har støttefladen og bagved på en plade bærer et udvendigt gevind. For sammenføjning indskrues den udvendige og den indvendige del ganske enkelt i hinanden.

Herved kan den udvendige del i tilslutning til det indvendige gevind have et trin, mod hvilket den indvendige dels plade 10 ligger an. Dermed er der forudbestemt et elektrolytrum med defineret størrelse.

I trinnet eller pladen kan en ringnot med en elastisk O-ring være anbragt. Denne O-ring tjener som lås, som bliver virksom, når elektrolytrummet når sin endelige størrelse.

15 Opfindelsen angår ligeledes en fremgangsmåde til fremstilling af den udskiftelige bærer, og fremgangsmåden er ejendommelig ved, at elektrolytrummet før sammenføjningen af de to bærerdele er fyldt med elektrolytten, og membranen ved sammenføjningen udefra trykkes ind i elektrolytrummet. På 20 denne måde kan det lade sig gøre, at låsen, fx O-ringen, allerede bliver virksom, kort før de to dele har nået deres endestilling. Ved den videre sammenføjning af de to dele kan der da ikke længere trænge elektrolyt udj denne elektrolytmængde optages imidlertid af en tilsvarende deformering af 25 den forspændte membran, uden at denne hæver sig fra støttefladen. Membranens tryk indad frembringer endvidere den hvælving, som er ønsket til udligning af en temperaturudvidelse. Som forspændingsmiddel kan man anvende et elastisk underlag, fx et skumgummistykke eller lignende, hvorigennem membranen 30 trykkes ind i elektrolytrummet.

Gevindet kan udvendigt være aftætnet med kit. Dette kan ske foruden O-ringstætningen eller alene bevirke aftætningen.

5 1Λ777Λ

Desuden fører kittet til en sikker fastlæggelse af delene mod hinanden.

Katoden kan indsættes som fortrinsvis forgyldt nitte i hovedet. Anoden kan være dannet af en tråd, fortrinsvis af 5 sølv, som er viklet om en plade og hoved forbindende hals.

På denne måde anbringes de to elektroder på forholdsvis lidt plads, men alligevel godt isoleret fra hinanden.

På bagsiden af den indvendige del kan der være anbragt anode- og katode-tilslutningssteder, og på bagsiden af den 10 udvendige del kan der være anbragt en O-ringstætning. Sidstnævnte bliver virksom, når bæreren presses mod en støtteflade af grundlegemet. Dette kan fx ske ved hjælp af en overløbermøtrik. Ved denne konstruktion er de elektriske elementer koncentreret på den indvendige del og tætningselementerne på 15 den udvendige del.

Opfindelsen beskrives nærmere nedenfor under henvisning til et på tegningen vist udførelseseksempel, der viser i fig. 1 et længdesnit gennem en måleværdioptager med en udskiftelig bærer ifølge opfindelsen med adskilte 20 dele og fig. 2 en forstørret fremstilling af bæreren.

Den i fig. 1 viste måleværdioptager har et grundlegeme 1, en bærer 2 og en overløbermøtrik 3. Når denne ved hjælp af sit indvendige gevind 4 påskrues et udvendigt gevind 5 af grund-25 legemet, fastholdes bæreren 2 mellem overløbermøtrikkens 3 trin 6 og grundlegemets 1 endeflade 7.

Grundlegemet består af en hoveddel 8 med et gevindhoved 9, som er forsynet med en væsketæt gennemføring 10 for et kabel 11, og en over et gevind 12 dermed forbundet indsats 13, som 6 147774 har elektriske tilslutningsanordninger 14 for tilslutning af flere ledninger 15 og i endefladens 7 område to kontaktfjedre 16, som er forbundet med tilhørende tilslutningsanordninger 14. Det hule inderrum 17 kan fx tjene som til- og afløb for 5 en eller flere termistorer, som står i termisk kontakt med kontakterne 16, for at der i det tilhørende måleudstyr kan kompenseres for omgivelsestemperaturens indflydelse.

Bæreren 2 er vist forstørret i fig. 2. Den består af en ringformet udvendig del 19 og en indvendig del 20, som 10 består af en plade 21, en hals 22 og et hoved 23. Sidstnævnte danner på sin endeflade en støtteflade 24, som er begrænset af en skarp kant 25, og som på midten bærer en katode 26 i form af en forgyldt nitte. Anoden 27 i form af en sølvtrådsvikling er lagt om halsen 22. På bagsiden af pladen 15 21 findes en katode-tilslutnigskontakt 28 og en anode-tilslut- ningskontakt 29. Pladen 21 er over et gevind 30 forbundet med yderringen 19 og skruet så langt ind, at den kommer til anlæg mod et trin 31. I dette trin er der anbragt en ringnot 32, hvori der findes en O-ringstætning. På den forreste 20 endeflade 34 af yderringen 19 er der fastgjort en diffusions-bestemmende membran 35, som overdækker støttefladen 24 og dermed også katoden 26. Mellem udvendig del 19, indvendig del 20 og membran 35 findes et elektrolytrum 36, som er helt fyldt med elektrolyt 37. Denne elektrolytmængde er således 25 bestemt, at membranen 35 mellem den udvendige dels 19 endeflade 34 og den skarpe kant 25 af den over denne endeflade 34 fremstående støtteflade 24 er hvælvet indad. Den således fremstillede bærer 2 udgør en funktionsdygtig kapsel, som af overløbermøtrikken 3 presses mod grundlegemet 1, hvorved en 30 ' i en not 38 anbragt O-ringstætning 39 kommer til anlæg mod grundlegemets 1 endeflade 7, og tilslutningerne 28 og 29 træder i kontakt med kontaktfjedrene 16. Så er måleværdioptageren funktionsklar.

Fremstillingen af den udskiftelige bærer 2 sker som følger: 147774 7

Der fremstilles en udvendig del 19 med den dertil fastgjorte membran 25. Man fremstiller derefter den indvendige del 20 med katode 26 og anode 27. Derefter fyldes den udvendige dels 19 inderrum med elektrolyt 37. Derefter indskrues den 5 indvendige del 20, hvorved membranen 35 er støttet af et elastisk underlag, fx af skumgummi. Under indskruningen trykkes overflødig elektrolyt over gevindet 30 udad, indtil pladen 21 trykker O-ringstætningen 33 tilstrækkeligt stærkt sammen til at opnå en aftætning. Dette sker dog først kort 10 før endestillingen er nået, som er bestemt af anslaget mod trinnet 31. Under denne korte bevægelse kan der ikke undvige elektrolyt; derimod sker der en forskydning af membranen 35, som imidlertid på grund af den ved hjælp af det elastiske underlag frembragte forspænding endnu kan have en hvælving 15 indad. Som afslutning bliver gevindet 30 lukket med kit, fx et under handelsbetegnelsen "locktite" forhandlet kunststofkit. Den udvendige del 19 og den indvendige del 20 består af et isolérstof, som kan sprøjtestøbes.

Den færdige måleværdioptager kan benyttes i forskellige 20 vanddybder. Det stigende tryk medfører ikke nogen utilladelig deformering af membranen 35, da denne i det frie område over elektrolytrummet 36 er afstøttet af den usammentrykkelige elektrolyt 37. Endvidere kan måleværdioptageren benyttes ved meget forskellige temperaturer. En sammentrækning eller 25 udvidelse af elektrolytten 37 på grund af en sådan temperaturændring fører kun til en mere eller mindre stærk hvælving af membranen 35. Forholdene inden for den skarpe kant 25 forbliver derimod praktisk talt uændrede. Især forbliver afstanden mellem membran og katode 26 i vid udstrækning 30 konstant.

I stedet for overløbermøtrikken 3 kan man anvende en kappe, som sættes på indsatsen 13. Det er også muligt at danne tilslutningskontakten 28 af hovedet af en gennemgående massiv nitte eller bolt, hvis skaft klæber i en glat boring, U7774 8 og hvis katoden dannende endeflade er finslebet og efterfor-gyldt.

Claims (3)

1. Udskiftelig bærer (2) for en måleværdioptager til polarografisk måling af gasser, især oxygen, i væsker, hvilken bærer (2) kan påmonteres et grundlegemet (1), og med en på forsiden af bæreren (2) på en støtteflade .5 (24) anbragt katode (26), et med en elektrolyt (37) fyldt rum (36) samt en membran (35), der tillader gasdiffusion og dækker støttefladen (24) og elektrolytrummet (36), en anode (27) neddykket i elektrolytten (37), og på hvis bagside der befinder sig en katode-10 tilslutningskontakt (28) , og ved hvilken elektrolyt rummet (36) har en støttefladen (24) omgivende ringformet del (19), hvor støttefladen (24) står frem over den omgivende dels (19) endeflade (34), kendetegnet ved, at elektrolytmængden (37) er således 15 dimensioneret, at elektrolytrummet (36) er fuldstændig fyldt, men at membranen (35) dog endnu ikke har hævet sig fra støttefladen (24) , som har en skarp omkredskant (25), og bæreren (2) også bærer anoden (27) og på bagsiden har en anode-tilslutningskontakt (29).

2. Udskiftelig bærer ifølge krav 1, kendetegnet ved, at elektrolytmængden (37) er således dimensioneret, at membranen hvælver sig noget indad i elektrolytrummets (36) område.

3. Udskiftelig bærer ifølge krav 1 eller 2, kende-25 tegnet ved, at bæreren (2) består af to dele (19, 20), som begrænser elektrolytrummet (36) og formindsker det ved sammenføjning, og at der er anbragt et udløb, som kan lukkes for det ved formindskelsen fra elektrolytrummet udtrængende elektrolytoverskud.