DE758623C

DE758623C - Vorrichtung zur direkten Messung der Wasserstoffionenkonzentration von Loesungen mit einer Mess- und einer Bezugselektrode

Info

Publication number: DE758623C
Application number: DEK158993D
Authority: DE
Inventors: Willy Dr Kordatzki
Original assignee: F & M Lautenschlaeger GmbH
Current assignee: F & M Lautenschlaeger GmbH
Priority date: 1940-10-18
Filing date: 1940-10-18
Publication date: 1953-05-04

Description

Vorrichtung zur direkten Messung der Wasserstoffionenkonzentration von Lösungen mit einer Meß- und einer Bezugselektrode Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur direkten Messung der Wasserstoffionenkonzentration von Lösungen mit einer Meß- und einer Bezugselektrode.
Es sind Vorrichtungen dieser Art mit übereinanderliegender Meß- und Bezugselektrode bekannt, bei denen ibeide Elektroden in verschiedenen Behältern bzw. Gehäusen untergebracht sind. In diese Meßvorrichtungen wird die zu messende Flüssigkeit eingefüllt bzw. läßt man die zu messende Flüssigkeit durch den Raum der Vorrichtung, in dem sich die Meßelektrode befindet, hindurchfließen. Der Aufbau dieser Meßgeräte ist verhältnismäßig kompliziert. Zum Messen selbst ist eine umständliche Vorbereitung und Wartung der Vorrichtung erforderlich, die von geschultem Personal vorgenommen werden muß. Diese bekannten Meßgeräte sind ungeeignet für Lösungen mit festen Materialien, wie z. B. Spinnstoff, und außerdem auch ungeeignet für halbfeste und feste Massen.
Nach der Erfindung sind nun die Meß- und die Bezugselektrode zu einer tauchstabförmigen Vorrichtung vereinigt, bei der die Meßelektrode und das überleitungsdiaphragma der im Innern des Tauchstabes befindlichen Bezugselektrode Teile der Wandung des Tauchstabes bilden. Durch diese tauchstabförmige Gestalt und den geschlossenen Aufbau der Meßvorrichtung wird nicht nur die Herstellung dieses Gerätes erheblich vereinfacht, sondern vor allem das Arbeiten mit dieser Vorrichtung wesentlich erleichtert und vereinfacht.
Zweckmäßig wird mit dem neuen Tauchstab ein Potentialmeßgerät mit pn-Ableseskala kombiniert, das fest am oberen Ende des Tauchstabes angeordnet ist. Eine ähnliche direkte Vereinigung eines Niehinstruinentes mit einer stabförmigen Elektrodenanordnung ist bei Geräten bekannt, die zur Bestimmung der Feuchtigkeit von körnigem Gut durch NIessung der elektrischen Leitfähigkeit dienen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung nach der Erfindung, teilweise im Längsschnitt, gezeigt.
Der Tauchstab besteht aus einem stabilen Isolationsrohr J, das oben durch einen Stopfen St abgedichtet und unten durch einen porösen, leicht auswechselbaren und in einer Muffe.ilI eingesetzten Tonstift T verschlossen ist. Dieser Tonstift verhindert ein Austreten der im Rohr J befindlichen Flüssigkeit, z. B.
I(CI-Lösung, und stellt gleichzeitig die elektrische Verbindung zwischen der Untersuchungssubstanz und der im Rohr J in der Flüssigkeit K angeordneten Bezugselektrode B her. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist ferner eine ringförmige, beispielsweise aus Antimon bestehende Meßelektrode A vorgesehen, die in das Rohr J eingesetzt ist und einen Teil der Wandung des Tauchstabes bildet.
Bei der gezeigten, besonders vorteilhaften Ausführung ist am oberen Ende des Tauchstabes J ein Meßinstrument G in Gestalt eines empfindlichen Millivoltmeters befestigt, das mit einer Wasserwaage W versehen ist. Zur Verbindung dieses Meßinstrumentes mit dem Tauchstab J dient eine Überwurfmutter v.
Die gegenseitige Stellung von Tauchstab J und Meßinstrument wird durch einen federnden, in der Zeichnung nicht dargestellten Stift gesichert, der gleichzeitig die elektrische Verbindung der beiden im Tauchrohr und im Meßinstrument vorgesehenen Leitungen L1 sichert. Die Leitung,, die geschützt innerhalb der Wandung des Rohres J angeordnet ist, schließt die Meßelektrode A an das Meßinstrument an. Die entsprechende, die Bezugselektrode mit dem Meilinstrument verbindende Leitung ist mit L2 bezeichnet.
Es ist ferner eine Einrichtung in Gestalt eines längs verschiebbaren Ringes R und eines in einem Schlitz Sch gleitenden Stiftes S vorgesehen, mit der die Bezugselektrode nach oben aus der Flüssigkeit K herausgezogen und damit die Elektrodenkette außer Betrieb gesetzt werden kann.
Aus der Zeichnung geht hervor, daß alle für die Messung notwendigen Einzelteile in einfacher Gestaltung in einem tauchstahförmigen pwNlesser zusammengefaßt sind. Der gedrängte Aufbau dieses pH-Messers, der empfindliche Teile vermeidet und die Einzelteile geschützt an bzw. in dem mechanisch widerstandsfähigen Tauchstab enthält, sichert diesen auch bei wenig sorgfältiger Behandlung gegen eine Beschädigung. Die Messung wird in einfachster Weise vorgenommen, indem der Tauchstah mit seinem unteren Ende in die betreffende Substanz eingetaucht und sofort an dem Meßinstrument G der p-Wert abgelesen wird. Es ist daher möglich, eine Anzahl von Messungen, beispielsweise in verschiedenen Fabrikationsbottichen, mit einem Minimum von Zeit- und Arbeitsaufwand durchzuführen. Mit dem neuen tauchstabförmigen pH-Messer kann man auch Messungen in schwer zugänglichen Hohlräumen vornehmen und insbesondere auch Lösungen mit festen Materialien sowie halbfesten Massen, z. B. Böden, prüfen.
Der Apparat kann mit einem Meßinstrument beliebiger Empfindlichkeit ausgerüstet werden. Bei sehr hochempfindlichen, mit Bandaufhängung versehenen Meßinstrumenteil ist die Aufhängung des Apparates in einer mit Handgriff versehenen Gabel vorgesehen.
In dieser Gabel ist der Apparat oberhalb des Schwerpunktes und leicht drehbar so befestigt, daß er sich stets von selbst in lotrecher Lage einstellt. Zur Erreichung des gleichen Zweckes kann der Apparat auch auf einem Schwimmer befestigt werden Ist das Meßinstrument mit einer Arretierung versehen, so kann diese derart eingerichtet werden, daß sie automatisch in Tätigkeit tritt, wenn die Lage des Apparates stark von der senkrechten Stellung abweicht.
Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung kann so vorgegangen werden, daß das Meßinstrument, ohne die in der Zeichnung dargestellte überstehende Platte für die Skala aufzuweisen, direkt in den Erweiterungskopf des Stabes mit liegender oder stehender Skala eingesetzt ist.
Bei Elektroden bzw. Lösungen, die leicht Polarisation erleiden, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, an dem Tauchstah eine Vorrichtung anzubringen, die eine kräftige Durchmischung der unmittelbar an die Elektrode grenzenden Lösung ermöglicht. Dadurch werden die Polarisationsprodukte von der Elektrode entfernt und der verändernde Einfluß der Polarisation auf das Elektrodenpotential beseitigt. Eine mäßig in Form eines Ringes ausgebildet, der die Meßelektrode verschiebbar umgibt, und der mit Offnungen ausgestattet ist, die einen Durchtritt der Lösung und deren Durchmischung bei Bewegung des Ringes bewirken.
Die genannte Bewegung des Ringes erfolgt vom oberen Ende des Tauchstabes her durch einen Hebelmechanismus und eine zum Ring führende Verbindungsstange.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Vorrichtung zur direkten Messung der Wasserstoffionenkonzentration von Lösungen mit einer Meß- und einer Bezugselektrode, die übereinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Meß- und die Bezugselektrode zu einer tauchstabförmigen Vorrichtung vereinigt sind, bei der die Meßelektrode und das tberleitungsdiaphragma der im Innern des Tauchstabes befindlichen Bezugselektrode Teile der Wandung des Tauchstabes bilden.
2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßelektrode die Gestalt eines Ringes oder eines massiven Stabes hat, der einen Teil der Wandung des Tauchstabes bildet bzw. die Gestalt eines Teiles der genannten Körperformen.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrolytische Uberleitungsdiaphragma der im Innern des Tauchstabes angebrachten Bezugselektrode die Form eines Ringes oder Stabes hat, der einen Teil der Wandung des Tauchstabes bildet bzw. die Gestalt eines Teiles der genannten Körperformen.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß über dem aus den beiden genannten Elektroden bestehenden Elektrodensystem am oberen Ende des Tauchstabes ein Meßinstrument angebracht ist, das an die Pole des Elektrodensystems angeschlossen ist.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine längs der Wandung des Tauchstabes gleitende Einrichtung die Bezugselektrode so weit nach oben verschoben werden kann, daß sie nicht mehr in die Bezugslösung eintaucht.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Tauchstab in einer Haltevorrichtung beweglich so aufgehängt ist, daß er zur Erzielung einer genauen und stets gleichen Ablesung des Meßinstrumentes beim Eintauchen in die Meßlösung senkrecht hängt.
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Tauchstab mit einem Schwimmer ausgestattet ist, der ihn in der zu messenden Lösung senkrecht und schwebend hält.
8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung bzw. der Schwimmer mit einer Arretierung für das Meßinstrument so verbunden ist, daß beim Einnehmen der senkrechten Lage des Tauchstabes die Arretierung des Meßinstrumentes gelöst wird.
9. Vorrichtung nach den Ansprüchen I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Meßelektrode umgebender ringförmiger, mit geeigneten Öffnungen versehener Körper so angebracht ist, daß er von oben längs der Elektrode bewegt werden kann.

Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 483 580, 5I7 2I2; USA.-Patentschriften Nr. I 779 232, 1846354, 1951395.