[发明专利]电化学的测量探针、装填装置以及维护系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种电化学的测量探针，尤其用于对测量介质的化学或物理的测量参数例如pH值加以测量的电势量度型的测量探针，所述探针具有至少一个测量半电池以及至少一个基准半电池。

背景技术

基准半电池在电化学的测量探针中，例如在电势量度型的传感器的测量探针中，用于为利用一个或者多个测量半电池的测量提供恒定的基准电势。基准半电池经常作为杆状的基准电极或者与所谓的单杆测量链中的测量电极相组合地用在许多领域中。与基准电极相组合使用的测量电极例如是pH玻璃电极、pH半导体电极或者用于确定测量介质中例如钠、钾、钙阳离子或者如氯、氟、硝酸根和碳酸根阴离子的浓度的离子选择性电极。这种电极组合例如用于确定水性溶液或者含水的测量介质例如自然水域、游泳池、废水或者产物流中的相应的离子浓度。

已知的是，基准电极或基准半电池的在进行确定时与测量介质碰触的部分必须确保使处于基准电极中的基准电解质与测量介质发生电解接触。电解接触在这里理解为基准电极的基准电解质与测量介质之间的液体接触，该液体接触允许离子载流子的交换。这样的接触能够通过布置在基准半电池的壳体壁中的隔膜来闭合，该隔膜允许基准电解质扩散到测量介质中，并且允许沿相反方向扩散。隔膜在这里理解为允许这种扩散的接触部位。这例如能够由陶瓷体或者合成材料体、由交联的水凝胶制成的栓塞、缝隙、一个或者多个孔或毛玻璃形成。

也称作参考电极的基准电极典型地包括容纳在基准电解质室中的基准电解质。在此，经常涉及的是水性的KCl溶液，在该KCl溶液中浸有用基准电解质的难溶的盐镀层的电势引出元件，例如用AgCl镀层的银丝。在这种基准电极中，原则上提出了如下问题，即，基于隔膜处的扩散过程，也就是通过从容纳在基准电解质室中的基准电解质扩散出来进入测量介质中或者从测量介质扩散到基准电解质中的过程使得所述基准电极的电势不是恒定的。此外，也可能以例如由于难溶的盐的结晶而阻塞所述隔膜。这同样影响基准电极的电势稳定性。

用于改善电势稳定性的可行性方案在于，用相对于基准半电池壳体的周围环境的过压来加载所述基准半电池。基准电解质就通过隔膜流入周围环境中，例如流入测量介质中，在测量运行中所述基准半电池浸入所述测量介质中。以这种方式，一方面非常少量的基准电解质连续地进入测量介质中，另一方面基准半电池保持在没有问题的状态下，并且所述隔膜通过以电解质溶液连续的通流而得到清洁，并且从内部得到冲洗。由此，有效地避免或者至少明显地延缓隔膜的耗损或者由从测量介质扩散到基准电解质室内部的物质引起的基准电解质的中毒。

能够通过基准电极内部的基准电解质的液柱的液静压进行压力加载。因为基准电解质连续地从基准电极中排出，所以相应地要么要求基准电极内部有较大的液体电解质储存器，要么要求将基准电解质溶液定期补充添加到基准半电池中。

在DE 202006017215U1中描述了具有用于pH测量的玻璃电极的测量探针，所述测量探针具有也称作中空突出部或者气泡的用于容纳液态电解质的补充装填的电解质储存器。该电解质储存器具有开口，通过该开口，压力介质能够进入电解质储存器中，从而确保了电解质从隔膜中不断地补流，从而防止测量介质进入电极内腔中。如在DE 20

2006017215U1中所介绍地，这种电极需要专门的配件，借助于所述配件，所述电极能够连接到过程容器上。没有提出在原处也就是在测量运行中，将电解质补充装填到电解质储存器中的方案。

在DE 202005009297U1中描述了一种用于将基准电解质从外部的储备器输入电势量度型的传感器的基准介质容器中的联接装置。该联接装置包括储备器侧的第一联接体以及能与该联接体可松开地进行机械连接的传感器侧的第二联接体。两个联接体分别具有基准电解质通道，其中，借助于弹性的密封元件来封闭所述第二联接体的基准电解质通道。所述第一联接体包括空心针，该空心针在所述联接体相互机械连接时刺穿密封元件，从而确保两个联接体的两个基准电解质通道之间的相对于周围环境密封的流体连接。如果相互分开所述联接体，那么密封元件应该减少基准电解质从电势量度型的传感器中的泄露。

在DE 202005009297U1中介绍的联接装置的操作虽然简单并且不容易出错，但是在连接和分开联接体时，不能阻止电解质从储备器侧的联接元件中泄露，从而会出现由流出的基准电解质引起的对周围环境的污染的危险或者说对服务人员的危险。总之，该联接装置的结构比较复杂，这相应地提高了单个电势量度型的传感器的单件成本。