Elektrometrischer Messführler mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Druckes auf dessen Elektrolyten
Die Erfindung betrifft einen elektrometrischen Messfühler mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Druckes auf dessen Elektrolyten. Ein solcher Messfühler ist im wesentlichen aus einer Messelektrode, einer Bezugselektrode und einer Einrichtung zur Ver- bindung der Messelektrode und der Bezugselektrode untereinander sowie mit der zu messenden Flüssigkeit ausgestattet. Dazu dient unter anderem eine Elektro lytbrücke mit einem flüssigen Elektrolyten.
Die Forderung, einen Vberdruck in der Elektrolytbrücke gegenülber der zu messenden Flüssigkeit zu erzeugen, wird häufig gestellt, um ein Eindringen der zu messenden Flüssigkeit durch das Diaphragma in den Elektrolyten und die dadurch verursachten Mess wertverfälschungen und das Unbrauchbarwerden der Elektroden zu verhindern. Bei einem elektrometrischen Durchlaufmesswertgaber beispielsweise muss der Druck hinter dem Diaphragma grösser sein als der Druck der ihn durchströmenden Messflüssigkeit ; bei der Verwendung von Eintauchgebern als Einbaugober kommt es häufig vor, dass der Flüssigkeits- stand der Messflüssigkeit höher ist als der Flüssig keitsstand in dem Vorratsgefäss für den Elektrolyten.
Die so # durhc die Pegeldifferenz entstehende Druckdifferenz muss ausgeblichen werden.
Als. Maf3nahme zur Erzeugung eines Überdrckes in der Elektrolytbrüoke ist bekannt, das Vorratsgefäss für den Elektrolyten von dem Messwertgeber zu trennen und ülber dem Niveau der zu messenden Flüssigkeit anzubringen. Der Nachteil einer solchen Anordnung ist darin zu sehen, dass ein grösserer Platzbedarf vonnöten ist und dar die Verbindung zwischen Vorratsgefäss und Messwertgeber herstel- lende Schlauch bei der Handhabung störend und für Beschädigungen anfällig ist. Eine andere bekannte Massnahme ist die Druckerzeugung in der Elektrolyt- brücke durch ein stationäres Druckluftsystem.
Nachteillig macht sich hier der grosse technische Aufwand, wie Manometer, Ventile usw., sawie die Notwendig- keit einer dauernden Oberwachung bemerkbar.
Es besteht die Aufgabe, einen elektrometrischen Messfühler mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Überdrucks auf seinen Elektrolyten zu versehen, welche die Nachteile der bekannten Einrichtungen nicht aufweist. Eine Lösung dieser Aufgabe stellt ein elektrometrischer messführler mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Drucks gemäss der Erfindung dar, die dadurch gekennzeichnet ist, dass eine ein Druckmittel enthaltende Druckpatrone mit dem Luftvolumen über den Elektrolytvorrat verbunden ist. Bei einem Ausführungsbeipiel der Erfindung ist die Druokpatrone an dem Einfüllstutzen des Vorrats- gefässes für den Elektrolyten lösbar befestigt und steht somit direkt mit dem über dem Elektrolyten befindlichen Luftvolumen. in Verbindung.
Als Druckmittel findet das unter dem Handelsnamen Freon 11 bekannte Monofluortrichormethan Verwendung. Die Summation der Partialdrücke des in gasförmigen Aggregatzustand befindlichen drucker- zeugenden Mittels und des in. de, m Vorratsbehälter befindlichen Luftvolumen ergibt einen den technischen Forderungen entsprechenden Uberdruck von etwa 0, 2 bis 0, 3 atü bei Zimmertemperatur. Der Überdruck ist durch Anderung der gösse. des über dem Elektrolytvorrat befindlichen Luftvolumens in gewissen Grenzen einstellbar.
Bei diesem Ausfüh- rungsbeispiel ist ferner in der Druckpatrone eine Zuleitungsrohr derart angeordnet, dal3 kein flüssiges Druckmittel in den. Elektrolyten eintreten kann. Zur Erleichterung der Kontrolle des Druckmittelvorrates in der Druckpatrone wird. diese vorteilhaft aus einem durchsichtigen Kunststoff hergestellt. Die Handha bung dieser Einrichtung ist sehr einfach. Eine stän- dige Überwachung ist nicht notwendig, und die War tung beschränkt sich auf gelegentliche Ergänzung des flüssigen Druckmittelvorrats.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das obere Ende der Druckpatrone mit einem abnehm- baren Dichtverschluss und ihr unteres Ende mit Mitteln zur lösbaren Verbindung der Druckpatrone mit dem Einfüllstutzen des Elektrolytvoratsgefässes versehen. In der Druckpatrone ist ferner ein Zuleitungs- rohr derart angebr. acht, dass sein unteres Ende in den Einfüllstutzen des Elektrolytvorratsgefässes ragt und die Abschlussebene seines oberen Endes um ein geringes Mass unter dem oberen Rand der Druckpatrone liegt. Diese Anordnung bedingt einen gewissen fertigungstechnischen Aufwand bei der Herstellung der Druckpatrone.
Die Anordnung des Zu leitungsrohres erlaubt nur eine begrenzte Änderung der an für sich aufrechten Gebrauchslage, ohne dass flüssiges Druckmittel in das Zuleitungsrohr gerät.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Druckp. atrone ist baulich einfacher. Gleichzeitig sind Mass nahmengetroffen,welchedieobenerwähnte Be schränkung der Gebrauchslage aufheben. Das wesentliche Merkmal dieses Ausführungsbeispiels gründet sich auf die Erkenntnis, dass eine Reihe von Werkstoffen, z. B. Gummi oder Silikon-Kautschuk, bei Berührung mit Freon aufquellen und dann für Freon durchlässig werden. Dementsprechend ist bei diesem Ausführungsbeispiel in der Druckpatrone zwischen dem flüssigen Druckmittelvorrat und der Verbindung zwischen dem Elektrolytvorratsgefäss eine Membran aus elastischem Material angeordnet.
Die Membran quillt unter dem Einfluss ides Druckmittels. auf und wird für dieses. durchlässig.
Zur Erläuterung der Erfindung ist ein Ausfüh rungsbeispiel in den Figuren dargestellt und nachfolgend beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine Druckpatrone. In einem zylin drischen Druckgefäss l, das an seinem oberen Ende mit, einem Schraubdeckel 2 verschliessbar ist, be findet sich der Druckmittelvorrat 3 in n flüssigem Alggr, egatzustand. In dem Druckgefäss ist ein Zuleitungsrohr 4 so angeordnet, dass es mit seinem unteren Ende in den Einfüllstutzen des Elektrolyt vorratsgefässes eingeführt und mit diesem durch das Gewinde 5 leicht lösbar verbunden werden kann.
Die Abschlussebene des oberen Endes des Rohres 4 lie, gt um ein geringes Mass unter dem Rand des Druckgefässes 1, so dass die Verbindung zwischen dem in dem oberen Teil der Druckpatrone befind- lichen Druckmittel in gasförmigem Aggrogatzustand und dem im oberen Teil des Elektrolytvorratsge- fässes befindlichen Luftvolumen hergestellt werden kann, ohne dass bei aufrechter Stellung der Druckptone das flüssige Druckmittel in diesen Verbinddungsweg gerät ; soll die Druckpatrone in schräger Lage verwendet werden, kann durch entsprechend geringere Füllung des. Druckgefässes mit Druckmittelvorrat dieser Forderung Rechnung getragen werden.
Fig. 2 zeigt einen Eintauchgeber bekannter Bauart mit der erfindungsgemässen Einrichtung. Der aus dem Eintauchrohr 10, der Messelektrode 20, der mit einem, Diaphragma versehenen Zuleitung 30 zur Bezugselektrode und einem Kopfteil 40 bestehende Eintauchgeber ist mit einer Druckpatrone 50 versehen, die auf den Einfiillstutzen für das im Innern des Kopfes 40 angeordnete Vorratsgefäss 60 für den Elektrolyten. aufgeschraubt ist. Die leichten Hand habungsmöglichkeiten der erfindungsgemässen Ein- richtung sind an Hand dieses Anwendungsbeispiels ersichtlich.
Fig. 3 zeigt ein weiteres Beispiel einer Druckpatrone, bestehend aus dem zylindrischen Druck gefäss 11, dem oberen, lösbaren Abschluss 12 und einem an dem unteren Ende des Druckgefässs 11 angesetzten'Rohr 13, das mittels Gewinde 14 auf den-hier nicht gezeichneten-Einfüllstutzen des Elektrolytvorratsgefässels aufgeschraubt werden kann.
Als unterer Abschluss des mit dem flüssigen Druck mittelvorrat 15 gefüllten Gefässes 11 gegen das Rohr
13 hin dient eine scheibenförmige Membran 16, die in einer Sicke 17 der Zylinderwand eingelassen ist.
Unter dem Einfluss des flüssigen Freons quillt die scheibenförmige membran 16 auf, wird für Fr, eon durchlässig, so dass sich der Druck des gasförmigen Freons in dem Rohr 13 entwickeln kann. Die e durch das Aufquellen verursachte Volumenvergrö sserung der Scheibenförmigen Membran 16 bewirkt ein Einpressen ihres Randes in die Sicke 17 und damit eine gute Abdichtung. Flüssiges Freon kann so nicht austreten, was die Handhabung der Druckpatrone sehr erleichtert.
Wird das untere Ende 21 der Hülse 18 zuge schmolzen, so ergibt sich der Vorteil, dass Druckpatronen dieser Art in grösserer Anzahl gebrauchs- fertig hergestellt und gelagert werden können. Zum Gebrauch wird dann das zugeschmolzene Ende entlang der Linie a-a abgeschnitten.
Electrometric measuring guide with a device for generating pressure on its electrolyte
The invention relates to an electrometric measuring sensor with a device for generating a pressure on its electrolyte. Such a measuring sensor is essentially equipped with a measuring electrode, a reference electrode and a device for connecting the measuring electrode and the reference electrode to one another and to the liquid to be measured. Among other things, an electrolyte bridge with a liquid electrolyte is used for this purpose.
The requirement to generate an overpressure in the electrolyte bridge in relation to the liquid to be measured is often made in order to prevent the liquid to be measured from penetrating through the diaphragm into the electrolyte and the resulting falsified measured values and the electrodes becoming unusable. In the case of an electrometric flow meter, for example, the pressure behind the diaphragm must be greater than the pressure of the measuring liquid flowing through it; When using immersion sensors as built-in tops, it often happens that the liquid level of the measuring liquid is higher than the liquid level in the reservoir for the electrolyte.
The pressure difference resulting from the level difference must be bleached out.
When. It is known that a measure for generating an overpressure in the electrolyte bridge is to separate the storage vessel for the electrolyte from the transducer and to attach it above the level of the liquid to be measured. The disadvantage of such an arrangement can be seen in the fact that a larger space requirement is required and that the hose establishing the connection between the storage vessel and the measuring transducer is disruptive during handling and is prone to damage. Another known measure is the generation of pressure in the electrolyte bridge by a stationary compressed air system.
The great technical effort, such as pressure gauges, valves, etc., as well as the need for constant monitoring, are disadvantageous here.
The object is to provide an electrometric measuring sensor with a device for generating an overpressure on its electrolyte, which device does not have the disadvantages of the known devices. One solution to this problem is an electrometric measuring guide with a device for generating a pressure according to the invention, which is characterized in that a pressure cartridge containing a pressure medium is connected to the air volume via the electrolyte supply. In one embodiment of the invention, the Druok cartridge is releasably attached to the filler neck of the storage vessel for the electrolyte and is thus directly connected to the volume of air above the electrolyte. in connection.
The monofluorotrichomethane known under the trade name Freon 11 is used as a pressure medium. The summation of the partial pressures of the pressure-generating agent in the gaseous state of aggregation and the volume of air in the storage container results in an overpressure of about 0.2 to 0.3 atmospheres at room temperature, which meets the technical requirements. The overpressure is due to changing the size. the air volume above the electrolyte reservoir can be adjusted within certain limits.
In this exemplary embodiment, a supply pipe is also arranged in the pressure cartridge in such a way that no liquid pressure medium enters the. Electrolytes can enter. To facilitate the control of the pressure medium supply in the print cartridge. this advantageously made of a transparent plastic. The handling of this device is very easy. Constant monitoring is not necessary, and maintenance is limited to occasional replenishment of the fluid pressure medium supply.
In a further exemplary embodiment, the upper end of the pressure cartridge is provided with a removable sealing closure and its lower end is provided with means for releasably connecting the pressure cartridge to the filler neck of the electrolyte reservoir. A supply pipe is also attached in this way in the pressure cartridge. make sure that its lower end protrudes into the filler neck of the electrolyte storage vessel and that the closing plane of its upper end is slightly below the upper edge of the pressure cartridge. This arrangement requires a certain amount of manufacturing engineering effort in the manufacture of the print cartridge.
The arrangement of the supply pipe allows only a limited change in the upright position of use without liquid pressure medium getting into the supply pipe.
Another embodiment of the Druckp. atrone is structurally simpler. At the same time, measures have been taken to remove the above-mentioned restriction on the position of use. The essential feature of this embodiment is based on the knowledge that a number of materials, e.g. B. rubber or silicone rubber, swell on contact with Freon and then become permeable to Freon. Correspondingly, in this embodiment, a membrane made of elastic material is arranged in the pressure cartridge between the liquid pressure medium supply and the connection between the electrolyte supply vessel.
The membrane swells under the influence of the pressure medium. on and will for this. permeable.
To explain the invention, an exemplary embodiment is shown in the figures and described below.
Fig. 1 shows a print cartridge. In a cylin drical pressure vessel l, which can be closed at its upper end with a screw cap 2, the pressure medium supply 3 is in liquid algae, egatzustand. A feed pipe 4 is arranged in the pressure vessel in such a way that its lower end can be inserted into the filler neck of the electrolyte storage vessel and can be easily detachably connected to it through the thread 5.
The closing plane of the upper end of the tube 4 lies slightly below the edge of the pressure vessel 1, so that the connection between the pressure medium in the upper part of the pressure cartridge in the gaseous aggrogate state and the pressure medium in the upper part of the electrolyte storage vessel located air volume can be produced without the liquid pressure medium getting into this connection path when the pressure tone is in an upright position; If the pressure cartridge is to be used in an inclined position, this requirement can be met by filling the pressure vessel with a correspondingly smaller amount of pressure medium.
Fig. 2 shows an immersion transducer of known type with the device according to the invention. The immersion transducer, which consists of the immersion tube 10, the measuring electrode 20, the supply line 30 to the reference electrode provided with a diaphragm and a head part 40, is provided with a pressure cartridge 50 which fits onto the filler neck for the storage vessel 60 for the electrolyte arranged in the interior of the head 40 . is screwed on. The easy handling possibilities of the device according to the invention can be seen on the basis of this application example.
3 shows a further example of a pressure cartridge, consisting of the cylindrical pressure vessel 11, the upper, detachable closure 12 and a pipe 13 attached to the lower end of the pressure vessel 11, which is threaded onto the filler neck (not shown here) the electrolyte reservoir can be screwed on.
As the lower end of the medium supply 15 filled with the liquid pressure vessel 11 against the pipe
A disk-shaped membrane 16, which is embedded in a bead 17 in the cylinder wall, serves towards 13.
Under the influence of the liquid freon, the disk-shaped membrane 16 swells and becomes permeable to Fr, eon, so that the pressure of the gaseous freon can develop in the tube 13. The increase in volume of the disk-shaped membrane 16 caused by the swelling causes its edge to be pressed into the bead 17 and thus a good seal. This prevents liquid freon from escaping, which makes handling the print cartridge much easier.
If the lower end 21 of the sleeve 18 is melted shut, there is the advantage that a large number of print cartridges of this type can be manufactured and stored ready for use. For use, the fused end is then cut off along line a-a.