DE7819307U1 - Electrode head - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Elektrodenkopf, beispielsweise für Elektroden zur elektrochemischen Potentialmessung, bestehend aus einer mit dem allgemein aus Glas bestehenden Elektrodenschaft zu verbindenden Elektrodenkappe, in der Elektrodenkappe angeordneten Kontakten zur Verbindung mit den Ableitungsanschlüssen aus dem Elektrodenschaft, sowie einem koaxialen Ableitungskabel mit einem den oder die Innenleiter isoliert umgebenden, im allgemeinen als Abschirmung dienenden Außenleiter. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Elektrodenkappe.The invention relates to an electrode head, for example for electrodes for electrochemical potential measurement, consisting of an electrode cap to be connected to the electrode shaft generally made of glass, contacts arranged in the electrode cap for connection to the lead terminals from the electrode stem, and a coaxial lead cable with one or the other Inner conductor insulates surrounding outer conductor, generally serving as a shield. The invention also relates to a method for producing such an electrode cap.
Meßelektroden haben üblicherweise einen hohen Innenwiderstand (>10 M Ohm). Das Anschlußkabel ist deshalb 7ur elektrostatischen Abschirmung als Koaxialkabel ausgebildet. Die Kabelseele wird mit dem eigentlichen Meßsystem verbunden. Die konzentrische, die Kabelseele umgebende, meist als dichtes Kupfernetz angeordnete elektrostatische Abschirmung des Kabels wird entweder mit der in der Elektrode konzentrisch um das Meßsystem befindlichen elektrostatischen Abschirmung oder bei Einstabmeßketten mit dem Bezugssystem verbunden, das gleichzeitig als Abschirmung wirkt.Measuring electrodes usually have a high internal resistance (> 10 M Ohm). The connection cable is therefore only electrostatic Shielding designed as a coaxial cable. The cable core is connected to the actual measuring system. The concentric, the cable core surrounding electrostatic shielding of the cable, usually arranged as a dense copper network, is either connected to the Electrostatic shield located concentrically around the measuring system or, in the case of combination electrodes, with the reference system connected, which also acts as a shield.
Im Elektrodenfespf solcher Elektroden werden im Regelfall die Innen-( ) leiter der potentialgebenden Elemente an das Elektrodenkabel angeschlossen. Mittels des Elektrodenkabels wird das elektrostatisch abgeschirmte Potential zum Meßgerät geleitet. Im Falle von Einstabmeßketten wird das Bezugselektrodensignal ebenfalls über das Äbschirsgefleciit geleitet.In the electrode holder of such electrodes, the inner ( ) conductors of the potential-generating elements are usually connected to the electrode cable. The electrostatically shielded potential is conducted to the measuring device by means of the electrode cable. In the case of combination electrodes, the reference electrode signal is also routed via the abbottom mesh.
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Es sind bereits eine Vielzahl von solchen Elektrodeskopfkonstruktionen bekannt:There are already a large number of such electrode head designs known:
Der äußere Elektrodenkopf ist entweder als Metall- oder Kunststoffhülse ausgebildet, an der wahlweise eine Kabeldurchführung oder aber eine wasserdichte Tülle angebracht ist. Weiterhin sind Konstruktionen bekannt, bei denen die Elektrode durch Zusammenschrauben der Kopfes montiert wird. Andere Konstruktionen bevorzugen eine zylindrische Gummikappe, durch die das Kabel oben hindurchgeführt wird, und die ihrerseits auf den Glaselektrodenkörper aufgebracht ~* ist. Die Kappe ist bei diesen Konstruktionen entweder durch Verkleben mit Epoxid-Harzen, Silikonharzen oder anderen Klebern bzw. Zementen oder aber durch einfachen Preßsitz mit dem Glaselektrodenkörper ver-The outer electrode head is designed either as a metal or plastic sleeve, to which either a cable bushing or a waterproof grommet is attached. Furthermore, constructions are known in which the electrode is mounted by screwing the head together. Other constructions would prefer a cylindrical rubber cap through which the cable is passed above, and which in turn is applied to the glass electrode body ~ *. In these constructions, the cap is connected to the glass electrode body either by gluing with epoxy resins, silicone resins or other adhesives or cements, or by a simple press fit.
bunden. Das Kabel bei solchen Elektroden ist in dem sogenannten Elektrodenkopf mit den Innenleitern der Elektrode verbunden. Diesesbound. The cable in such electrodes is in the so-called Electrode head connected to the inner conductors of the electrode. This
j* Anschluß- oder Verbindungskabel wird durch Zusammenlöten oderj * Connection or connection cable is made by soldering or
;. Schweißen, gelegentlich durch Preßküntäkte mit diesen Innern eitern;. Welding, occasionally festering with these insides due to pressures
verbunden. Andere Konstruktionen führen die Kabel seele tiefer in die Elektrode ein und kontaktieren mit einem Steckkontakt oder über Metallwo!Ie innerhalb der Elektrode. Der Bezugselektrodenanschluß wird dann durch Pressen oder Löten mit der Abschirmung verbunden, die das Bezugselektrodensignal zum Meßgerät leitet.tied together. Other constructions lead the cable soul deeper into the Electrode and contact with a plug contact or a metal wire inside the electrode. The reference electrode connection is then pressed or soldered to the shield that conducts the reference electrode signal to the meter.
Alle bisher bekannten Konstruktionen haben einen oder mehrere der im folgenden aufgeführten Nachteile:All previously known designs have one or more of the disadvantages listed below:
- Die Abschirmung, d.h. bei Einstabnseßketten der Bezugseiektrodenanschluß, liegt als Außenmantel nicht isoliert zur Umgebung vor. ; Bei auftretender Feuchtigkeit oder einer Handberührung des- The shielding, i.e. the reference electrode connection for single-rod chains, The outer jacket is not isolated from the environment. ; If moisture occurs or if the
; Elektrodenkopfes wird das Bezugssystem über den sich ergebenden; The electrode head becomes the reference system over the resulting
Nebenschiußwiderständ kurzgeschlossen oder es entsteht eine Doppelerdung.Shunt resistor short-circuited or a Double earthing.
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Der Elektrodenkopf ist durch eine Schraubkonstruktion mechanisch fest,'jedoch nicht ausreichend feuchtigkeitsdicht verbunden, so daß der für die Messung erforderliche Isolationswiderstand zwischen Kabelseele und Abschirmung des Koaxialkabels nicht auf Dauer eingehalten werden kann.The electrode head is mechanical through a screw construction firmly, 'but not connected sufficiently moisture-tight, so that the insulation resistance required for the measurement between the cable core and the shielding of the coaxial cable is not permanent can be adhered to.
Der Elektrodenkopf ist überhaupt nicht abgeschirmt, dies ist entweder der Fall bei Verwendung einer Kunststoffhülse als Elektrodenkopf oder aber auch bei der Verwendung einer Metallhülse als Elektrodenkopf und diese Metallhülse ist nicht an das Abschirmsystem angeschlossen. Derartig aufgebaute Elektroden sind handempfindlich durch elektrostatische Umladungen.The electrode head is not shielded at all; this is either the case when a plastic sleeve is used as the electrode head or also when a metal sleeve is used as the The electrode head and this metal sleeve are not connected to the shielding system. Electrodes constructed in this way are hand-sensitive due to electrostatic charges.
Die Kabelseele und die Abschirmung werden jeweils durch Löten mit den Innenkontakten verbunden. Dieses Löten birgt die Gefahr von Kaitlötstellen und ist in der Montagezeit aufwendig.The cable core and the shield are each made by soldering connected to the internal contacts. This soldering carries the risk of Kaitlötpunkt and is complex in the assembly time.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Elektrodenkopf der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, der kernen der erwähnten Nachteile aufweist und insbesondere eine vollkommene Isolierung des Bezugssignals und der Abschirmung nach außen hin aufweist, eine ununterbrochen durchgehende Abschirmung besitzt, lötfreie Verbindungen '- zwischen den Ableitungsanschlüssen aus dem Elektrodenschaft und den Kontakten im Elektrodenkopf ermöglicht, eine hermetisch abschließende Verbindung mit dem Elektrodenscl.aft gestattet, kürzeste Montagezeiten erlaubt und gegenüber allen beim Einsatz zu erwartenden Chemikalien chemisch beständig ist. Diese Aufgabe wird für einen Elektrodenkopf der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Elektrodenkappe aus einem fest an das elektrodenseitige Ende des Anschlußkabels angegossenen Kunststoffmantel besteht, der an seiner Innenseite mit einer im wesentlichen durchgehenden, elektrisch leitenden Schicht belegt ist, die sich unmittelbar an den im allgemeinen als Drahtgeflecht ausgeführten Außenleiter des Ableitungskabels anschließt, daß der oder die Innenleiter des Ableitungskabels isoliertThe invention is therefore based on the object of creating an electrode head of the type specified at the outset, which has the core of the disadvantages mentioned and, in particular, complete insulation of the reference signal and the shield to the outside, a uninterrupted continuous shielding has 'solderless connections' - between the lead connections from the electrode shaft and the Contacts in the electrode head enabled, a hermetically sealed connection with the electrode clamp permitted, extremely short assembly times permitted and is chemically resistant to all chemicals expected during use. This task is done for an electrode head the type mentioned according to the invention achieved in that the electrode cap from a fixed to the electrode-side end of the Connection cable is molded plastic sheath, which is at his Inside is covered with a substantially continuous, electrically conductive layer, which is directly attached to the in general executed as a wire mesh outer conductor of the downward cable connects that the inner conductor or conductors of the downward cable insulates
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durch die elektrisch leitende Schicht hindurchgeführt und im . Inneren der" Elektrodenkappe mit je einem Verbindungselement versehen sind, und daß ein weiteres Verbindungselement für den Außenleiter des Ableitungskabels an der Stirnseite der Elektrodenkappe mit der"elektrisch leitenden Schicht verbunden ist.passed through the electrically conductive layer and im. Inside the "electrode cap are each provided with a connecting element, and that a further connecting element for the outer conductor of the discharge cable on the end face of the electrode cap is connected to the "electrically conductive layer.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Elektrodenkappe sind in Unteransprüchen beansprucht.Further preferred embodiments of the electrode cap are shown in FIG Subclaims claimed.
ζ j Das zugehörige Herstellungsverfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß ein die metallisch leitende Schicht bildender Metallkörper an seinem kabel seiti gen Ende mit dem Außenleiter des Anschlußkabels und dessen Innenleitei" mit den zugehörigen Verbindungselementen verbunden werden, das so entstandene Gebilde in vorgesehener Anordnung ϊη eine Gießform eingebracht und mit einem Kunststoffmantel umgössen wird. ζ j The corresponding manufacturing method is characterized in that a metallically conductive layer-forming metal bodies are connected to the associated connecting elements at its cable seiti towards the end with the outer conductor of the connecting cable and its Innenleitei ", the structure resulting in the intended arrangement ϊη a mold introduced and is encased in a plastic jacket.
Besteht die elektrisch leitende Schicht innerhalb der Kunststoffkappe ausnahmsweise aus einer aufgetragenen Beschichtung, so kann das Einlegen eines die elektrisch leitende Schicht bildenden Metall körpers in die Gießform entfallen und die Beschichtung nach dem Gießen aufgetragen werden. Zusätzlich kann es erwünscht sein, in die Gießform bereits einen Isolierkörper mit einzufügen, der eine Durchführung des bzw. der Innenleiter durch die elektrisch leitende Schicht darstellt.The electrically conductive layer exists within the plastic cap exceptionally from an applied coating, the insertion of a metal body which forms the electrically conductive layer omitted in the casting mold and the coating applied after casting. Additionally, it may be desirable in the mold already insert an insulating body, which represents a passage of the inner conductor or conductors through the electrically conductive layer.
Die erfindungsgemäße Ausführung und Herstellungsweise der Elektrodenkappe bieten eine Mehrzahl entscheidender Vorteile. Dadurch daß die Elektrodenkappe direkt an das Ableitungskabel angespritzt wird, ergibt sich zwischen diesen beiden Teilen eine vollkommen hermetisch abgedichtete, feuchtigkeitsunempfindliche Verbindung. Die im InnerenThe design and method of manufacture of the electrode cap according to the invention offer a number of decisive advantages. Because the If the electrode cap is molded directly onto the lead wire, there is a completely hermetically sealed connection between these two parts that is insensitive to moisture. The one inside
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der Elektrodenkappe vorgesehene, bevorzugt als Metallhülse ausgeführtes elektrisch leitende Schicht gewährt eine durchgehende Abschirmung des Elektrodejikopfes. Durch die Spritzgieß-Technik ist es möglich, diese innere Metallhülse der Elektrodenkappe auf kürzester Strecke mit dem als Drahtgeflecht ausgebildeten Außenleiter des Ab-Isitungskabels zu verbinden. Der zentrale Innenleiter des Ableitungskabels, der in der Mitte dieser Konstruktion endet, kann leicht mit der entsprechenden Steckbuchse verbunden werden. Eine weitere Steckbuchse wird an der Abschirmung an geeigneter Stelle angebracht, damit daß Bezugselektrodensignal und/oder die Abschirmung s- ebenfalls leicht an das Innere des Elektrodenschaftes angeschlossen ö werden können. Diese Herstellung der elektrischen Verbindung zwischenThe electrically conductive layer provided on the electrode cap, preferably designed as a metal sleeve, ensures continuous shielding of the electrode head. The injection molding technique makes it possible to connect this inner metal sleeve of the electrode cap to the wire mesh outer conductor of the isolation cable over the shortest possible distance. The central inner conductor of the discharge cable, which ends in the middle of this construction, can easily be connected to the corresponding socket. Another socket is attached to the shield at a suitable location, so that reference electrode signal can ö be connected and / or the shield also s- easily to the interior of the electrode shank. These establish the electrical connection between
den Innenkontakten des Elektrodenschaftes und den Anschlüssen des Elektrodenkopfes, die aus dem Ableitungskabel kommen, ist jeweils mit einem einfachen Handgriff durch Einstecken eines Metall drähte«; geeigneter Stärke in zugehörige Kontaktbuchsen zu erreichen. Durch diese einfache Stecktechnik wird die Montagezeit für mit Ableitungskabeln versehene Elektroden auf ein überraschend niedriges Maß herabgesetzt. Bemerkenswert ist außerdem, daß die Möglichkeiten für Montagefehler weitaus geringer sind.the inner contacts of the electrode shaft and the connections of the electrode head that come out of the discharge cable are each with a simple handle by inserting a metal wire «; more suitable To achieve strength in associated contact sockets. This simple plug-in technique reduces the assembly time for electrodes provided with discharge cables to a surprisingly low level. It is also noteworthy that the possibilities for assembly errors are far fewer.
Durch die Tatsache, daß das Ableitungskabel fest an die übrige Konstruktion angespritzt ist, entfällt das anderenfalls erforderliche aufwendige und teure Anvulkanisieren oder sonstige Anbringen von betriebssicheren, vor allem feuchtigkeitsdichten Kabeldurchführungen oder Tüllen an dem Elektrodenkopf. Es entfällt weiterhin die Arbeit für das Kabel aufziehen auf Tüllen. Während des Montagevorganges zwischen dem Elektrodenkopf und dem Elektrodenschaft liegt kein abisoliertes Ableitungskabel frei, so daß jegliche Verschmutzung ausgeschlossen ist.By the fact that the drain cable is firmly attached to the rest If the construction is molded on, the otherwise required is not applicable complex and expensive vulcanization or other attachment of operationally reliable, especially moisture-proof cable bushings or grommets on the electrode head. The work for pulling the cable onto the grommets is also no longer necessary. During the assembly process there is no between the electrode head and the electrode shaft stripped discharge cable free, so that any contamination is excluded.
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Der Glaskörper des Elektrodenschaftes läßt sich auf einfache Weise durch Vergießen oder Verkitten mittels eines Klebers mit dam neuen Elektrodenkopf verbinden und dadurch hermetisch gegen Umwelteinflüsse, wie beispielsweise Feuchtigkeit oder Salze abschirmen.The glass body of the electrode shaft can be removed in a simple manner connect with the new electrode head by potting or cementing with an adhesive and thus hermetically against environmental influences, such as shielding moisture or salts.
; Die elektrostatische Abschirmung der Elektrode ist bei dem bean-; The electrostatic shielding of the electrode is
■ spruchten Aufbau lückenlos. Im unteren, glasummantelten Teil der■ demanded structure without gaps. In the lower, glass-encased part of the
% Elektrode ist die Abschirmung wie üblich nach heutigem Stand der % Electrode is the shielding as usual according to the current state of the art
Technik bei Einstabmeßketten durch die Elektrolyt-Lösung, z.B. eineTechnology for combination electrodes through the electrolyte solution, e.g. a
f . KCl-Lösung, erfüllt, unmittelbar an die Stelle anschließend, an derf. KCl solution, met immediately after the point at which
' diese Elektrolyt-Abschirmung ihre Obergrenze erreicht, setzt die'this electrolyte shielding has reached its upper limit, the
<; durch die in den Elektrodenkopf eingearbeitete, metallisch leitende<; through the metallically conductive built into the electrode head
j Schicht gewährleistete Abschirmung ein. Diese metallisch leitendej layer. This metallic conductive
ί Schicht, die von außen durch den Kunststoff ummantelt ist, um-ί Layer that is coated on the outside by the plastic,
.[ schließt ihrerseits den obersten, mit dem Verbindungsgießharz oder . [in turn closes the top one, with the connection casting resin or
-zement gefüllten Teil des Elektrodenschaftes. Unmittelbar anschließend an die Elektrodenkappe erfolgt die Abschirmung durch den Außenleiter des Koaxialkabels bis zum Meßgerät.-Cement-filled part of the electrode shaft. Immediately afterwards the electrode cap is shielded by the Outer conductor of the coaxial cable to the measuring device.
Die elektrische Isolation von Fremdeinflüssen für die Abschirmung und das Bezugspotentiäl, z.B. Doppelerdung ist ebenfalls vollständig gewährleistet. An den Glasaußenmantel des Elektrodenschaftes schließt sofort das vergossene, kunststoffummantelte Konstruktionsteil des erfindungsgemäßen Elektrodenkopfes an. Der Kunststoff ist bis zum Kabel hin hermetisch dicht und umfaßt noch einen Teil des Kabelaußenmantels, so daß eine vollständige Feuchtigkeitsabdichtung und damit ein hoher Isolationswiderstand nach außen erreicht werden.The electrical insulation from external influences for the shielding and the reference potential, e.g. double earthing, is also complete guaranteed. The encapsulated, plastic-coated structural part of the is immediately attached to the outer glass jacket of the electrode shaft electrode head according to the invention. The plastic is hermetically sealed up to the cable and still includes part of the cable outer sheath, so that a complete moisture seal and thus a high insulation resistance to the outside can be achieved.
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Der erfindungsgemäße Elektrodenkopf ist in gleicher Weise für ' Bezugselektroden oder für ähnlich aufgebaute Meßsysteme, wie z.B. Leitfähtgkeitsmeßzellen, Doppelplatinmeßelektroden für Polarisationsstrom- oder Polarisationsspannungstitrationen, Sauerstoffelektroden oder aber auch für Temperaturfühler unter Verwendung von z.B. Widerstandsthermometern Pt 100 in variierter Ausführungsform verwendbar. So kann z.B. eine Ausführung für Glaselektroden anstelle von Steckbuchsen mit drahtförmigen Steckstiften ausgebildet sein, die in elektrodenschaftseitig angeordnete Steckbuchsen leicht einsteckbar sind. Die Anzahl der Kontakte kann beliebig variiert werden. Das Ende des Ableitungskabels kann je nach Bedarf mit einem Steckkontakt oder mit Kemmanschlüssen versehen sein.The electrode head according to the invention is in the same way for ' Reference electrodes or for similarly structured measuring systems, e.g. Conductivity measuring cells, double platinum measuring electrodes for polarization current or polarization voltage titrations, oxygen electrodes or also for temperature sensors using e.g. resistance thermometers Pt 100 can be used in a varied version. For example, a version for glass electrodes can be used instead of plug sockets be designed with wire-shaped plug pins, which can be easily plugged into sockets arranged on the electrode shaft side are. The number of contacts can be varied as required. The end of the discharge cable can be fitted with a plug contact or as required be provided with core connections.
Im folgenden werden zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Elektrodenkopfes unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen im einzelnen näher beschrieben.The following are two preferred embodiments of an inventive Electrode head described in more detail with reference to the accompanying drawings.
Es stellen dar:They represent:
Fig. 1 einen Schnitt durch einen Elektrodenkopf mit einem Innenieiter und innerhalb der Elektrodenkappe vorgesehener Steckbuchsen und1 shows a section through an electrode head with an inner conductor and provided within the electrode cap Sockets and
Fig. 2 einen Elektrodenkopf entsprechend Figur 1, der jedoch im Inneren der Elektrodenkappe mit Steckstiften versehen ist.FIG. 2 shows an electrode head corresponding to FIG. 1, but which provided with pins inside the electrode cap is.
I βI β
»tit ι« 19 >"Tit ι" 19>
Der in Fig. i dargestellte Elektrodenkopf besteht aus einem Koaxialkabel (1) und einer kompletten Elektrodenkappe (2). Das Kabel besteht aus dem Innenleiter (3), der Innenisolation (Dielektrikum) (4), dem Abschirmgeflecht (5) und der Außenisolation (6). Der angespritzte Elektrodenkopf (2) besteht aus einem Kunststoffmantel (9), der auch das Kabel teilweise umschließt, der Absehinnhülse (8) und einem extrem hochohmigen Kunststoffjustierteil (10), das gewährleistet, daß die Innenleiter und Außenleiter während des Herste!!Vorganges sich nicht berühren. Das Unterteil des Kunststoffmantels ist am Fuß der Konstruktion (11) geringfügig länger und um die Abschirmung herumge- | ζ I spritzt, damit die Isolation nach außen vollständig gewährleistet ist. | Im Inneren des Kopfes endet der Innenleiter in der Kontaktbuchse (7), die auch als Kontaktstift ausgebildet sein kann, und die Abschirmung in aer Kontaktbuchse (12), die leitend mit der Abschirmhülse (8) und damit mit dem Abschirmgeflecht des Kabels (5) verbunden ist. Die Kontaktbuchsen (7) und (12) können auch als Steckstifte (13) und (14) ausgebildet sein.The electrode head shown in Fig. I consists of a coaxial cable (1) and a complete electrode cap (2). The cable consists of the inner conductor (3), the inner insulation (dielectric) (4), the braided shield (5) and the outer insulation (6). The molded-on electrode head (2) consists of a plastic jacket (9), which also partially encloses the cable, the retainer sleeve (8) and an extremely high-resistance plastic adjustment part (10), which ensures that the inner and outer conductors are connected during the manufacturing process do not touch. The lower part of the plastic jacket is slightly longer at the foot of the construction (11) and around the shielding ζ I injects so that the isolation from the outside is completely guaranteed. | Inside the head of the inner conductor ends in the contact socket (7), which can also be designed as a contact pin, and the shield in aer contact socket (12) conductively connected to the shielding sleeve (8) and thus to the shielding mesh of the cable (5) connected is. The contact sockets (7) and (12) can also be designed as plug pins (13) and (14).
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0186115A2 (en) * | 1984-12-19 | 1986-07-02 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Electrochemical method for determining end points of organic or inorganic reactions and electrode therefor |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0186115A2 (en) * | 1984-12-19 | 1986-07-02 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Electrochemical method for determining end points of organic or inorganic reactions and electrode therefor |
| EP0186115A3 (en) * | 1984-12-19 | 1988-03-30 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Electrochemical method for determining end points of organic or inorganic reactions and electrode therefor |
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