NL1028264C2 - Membrane module for use in a reference electrode, a reference electrode and method for manufacturing a membrane module. - Google Patents
Membrane module for use in a reference electrode, a reference electrode and method for manufacturing a membrane module. Download PDFInfo
- Publication number
- NL1028264C2 NL1028264C2 NL1028264A NL1028264A NL1028264C2 NL 1028264 C2 NL1028264 C2 NL 1028264C2 NL 1028264 A NL1028264 A NL 1028264A NL 1028264 A NL1028264 A NL 1028264A NL 1028264 C2 NL1028264 C2 NL 1028264C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- membrane module
- reference electrode
- ceramic
- ceramic membrane
- particles
- Prior art date
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims description 69
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 11
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 53
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 33
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 31
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 11
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 5
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 claims description 2
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 claims description 2
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N trimethyl(1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)C(F)(F)C(F)(F)F MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000003670 easy-to-clean Effects 0.000 description 1
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000003380 propellant Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/28—Electrolytic cell components
- G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
- G01N27/301—Reference electrodes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Description
Membraanmodule voor toepassing in een referentie-elektrode, een referentie-elektrode en werkwijze voor het vervaardigen van een membraanmoduleMembrane module for use in a reference electrode, a reference electrode and method for manufacturing a membrane module
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een keramische membraanmodule voor toepassing in een referentie-elektrode voor elektrochemische meetmethoden. Tevens heeft de uitvinding betrekking op een referentie-elektrode die een 5 dergelijke keramische membraanmodule bevat. Ten slotte heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een keramische membraanmodule volgens de uitvinding.The present invention relates to a ceramic membrane module for use in a reference electrode for electrochemical measurement methods. The invention also relates to a reference electrode which contains such a ceramic membrane module. Finally, the invention relates to a method for manufacturing a ceramic membrane module according to the invention.
In de techniek is het reeds bekend om een keramische membraanmodule toe te passen in een referentie-elektrode.It is already known in the art to use a ceramic membrane module in a reference electrode.
10 Volgens de stand der techniek wordt daartoe een niet-poreus lichaam van een keramisch materiaal door middel van lithografische of micromechanische behandelingen bewerkt, teneinde door het keramische membraan kanalen te vormen. Een dergelijke werkwijze staat beschreven in de internationale octrooi-15 aanvrage met publicatienummer WO 00/75648. Het probleem van de membraanmodule uit de stand der techniek is dat de bewerkingen zeer moeilijk en kostbaar zijn. De bewerkingen dienen op zeer nauwkeurige wijze te worden uitgevoerd om een consistente vorm en afmeting van de doorgaande kanalen te verkrij-20 gen, waardoor de op die manier gevormde porositeit over de gehele membraanmodule constant is. Bovendien is deze bekende membraanmodule gevoelig voor verstopping. Wanneer een gevormd kanaal is verstopt is die niet eenvoudig te openen. De porositeit wordt daardoor sterk verminderd. Het gedrag van de re-25 ferentie-elektrode is daardoor niet betrouwbaar, waardoor de bekende referentie-elektrode regelmatig moet worden geijkt.According to the prior art, a non-porous body of a ceramic material is processed for this purpose by means of lithographic or micromechanical treatments in order to form channels through the ceramic membrane. Such a method is described in the international patent application with publication number WO 00/75648. The problem with the membrane module from the prior art is that the operations are very difficult and expensive. The operations must be carried out in a very accurate manner in order to obtain a consistent shape and size of the through-channels, whereby the porosity thus formed is constant over the entire membrane module. Moreover, this known membrane module is susceptible to clogging. When a formed channel is clogged it is not easy to open. The porosity is thereby greatly reduced. The behavior of the reference electrode is therefore not reliable, so that the known reference electrode must be regularly calibrated.
De uitvinding heeft nu tot doel een verbeterde keramische membraanmodule te verschaffen.The invention now has for its object to provide an improved ceramic membrane module.
De uitvinding heeft met name tot doel een keramische 30 membraanmodule te verschaffen die een constante porositeit heeft.A particular object of the invention is to provide a ceramic membrane module that has a constant porosity.
t n 9 A2 fi At n 9 A2 fi A
22
Tevens heeft de uitvinding tot doel een keramische membraanmodule te verschaffen die slechts weinig gevoelig is voor verstopping.It is also an object of the invention to provide a ceramic membrane module that is only slightly susceptible to clogging.
Ook heeft de uitvinding tot doel een verbeterde ke-5 ramische membraanmodule te verschaffen die inert is en eenvoudig kan worden gereinigd.It is also an object of the invention to provide an improved ceramic membrane module that is inert and easy to clean.
Daarnaast heeft de uitvinding tot doel een verbeterde referentie-elektrode te verschaffen.In addition, the invention has for its object to provide an improved reference electrode.
Tenslotte heeft de uitvinding tot doel een verbeter-10 de werkwijze te verschaffen voor het vervaardigen van een membraanmodule.Finally, it is an object of the invention to provide an improved method for manufacturing a membrane module.
Ter verkrijging van ten minste één van de hiervoor genoemde doelen verschaft de uitvinding een keramische membraanmodule voor toepassing in een referentie-elektrode, vol-15 gens de onafhankelijke conclusie 1.To obtain at least one of the aforementioned objects, the invention provides a ceramic membrane module for use in a reference electrode, according to the independent claim 1.
De keramische membraanmodule volgens de uitvinding heeft het voordeel dat deze zeer eenvoudig kan worden vervaardigd, waarbij niettemin een nauwkeurige definiëring van de porositeit mogelijk is. Doordat de afzonderlijke kerami-20 sche deeltjes gedeeltelijk met elkaar zijn verbonden, wordt een drie-dimensionale poreuze structuur verkregen. De kans op verstopping is daardoor minimaal. De constante porositeit en geringe gevoeligheid voor verstopping leiden tot een membraanmodule in een referentie-elektrode die een meer constan-25 te potentiaal genereert; een meer stabiel signaal levert; en dientengevolge een nauwkeuriger meting oplevert.The ceramic membrane module according to the invention has the advantage that it can be manufactured very easily, while nevertheless an accurate definition of the porosity is possible. Because the individual ceramic particles are partially connected to each other, a three-dimensional porous structure is obtained. The chance of blockage is therefore minimal. The constant porosity and low sensitivity to clogging lead to a membrane module in a reference electrode that generates a more constant potential; provides a more stable signal; and consequently a more accurate measurement.
Wanneer de voorkeur wordt gegeven aan een keramische membraanmodule, die, ongeacht de dikte of de afmeting ervan, een constante porositeit over het gehele modulelichaam heeft, 30 hebben de deeltjes een in hoofdzaak identieke diameter van X nm, waarbij X ligt in het traject van 40 - 450 nm en waarbij bij voorkeur 99% van de deeltjes een diameter heeft die is gelegen in het trajact van 0,9*X - 1,1*X, met meer voorkeur van 0,95-X - 1,05*X, met nog meer voorkeur van 0,99*X - 35 1,01*X. Wanneer de keramische deeltjes een dergelijk nauwe deeltjesgrootteverdeling bezitten, zal de porositeit zeer nauwkeurig gedefinieerd zijn.When a ceramic membrane module is preferred which, regardless of its thickness or size, has a constant porosity over the entire module body, the particles have a substantially identical diameter of X nm, where X is in the range of 40 - 450 nm and wherein preferably 99% of the particles have a diameter that is in the range of 0.9 * X - 1.1 * X, more preferably of 0.95-X - 1.05 * X, even more preferably from 0.99 * X - 1.01 * X. If the ceramic particles have such a narrow particle size distribution, the porosity will be very precisely defined.
. Λ Λ nO C ^ 3. O Λ nO C ^ 3
Teneinde een nauwkeurige bepaling van de porositeit te verkrijgen, zijn de deeltjes volgens een dichte stapeling gestapeld, bij voorkeur volgens een kubisch dichte stapeling of een hexagonaal dichte stapeling en zijn deze deeltjes op 5 de contactvlakken met elkaar verbonden. Bij een 100% ideale stapeling volgens de hexagonaal dichte stapeling, waarmee de dichtste stapeling kan worden verkregen, is de porositeit ongeveer 26 %. Derhalve heeft het de voorkeur dat het porievo-lume ligt in het traject van 26 tot 32,5 vol.%, bepaald vol-10 gens de kwikbad-methode.In order to obtain an accurate determination of the porosity, the particles are stacked according to a dense stack, preferably according to a cubically dense stack or a hexagonal dense stack, and these particles are connected to each other on the contact surfaces. With a 100% ideal stack according to the hexagonal dense stack, with which the closest stack can be obtained, the porosity is approximately 26%. Therefore, it is preferable that the pore volume is in the range of 26 to 32.5% by volume, determined according to the mercury bath method.
Een keramisch materiaal is in het algemeen inert ten opzichte van de meeste fluïda. Voor het vervaardigen van een keramisch materiaal kunnen de algemeen in de techniek bekende materialen worden gebruikt. De voorkeur wordt gegeven aan een 15 uitgangsverbinding of een combinatie van uitgangsverbindingen die een keramisch materiaal kunnen opleveren, zoals zirkoni-umoxide, aluminiumoxide, siliciumnitride, siliciumcarbide, titaniumoxide en titaniumcarbide. Deze stoffen zijn alle zeer slijtvast en hebben een grote resistentie tegen lage pH-20 waarden. Bovendien zijn deze stoffen alle biologisch inert.A ceramic material is generally inert to most fluids. For the manufacture of a ceramic material, the materials generally known in the art can be used. Preference is given to a starting compound or a combination of starting compounds which can yield a ceramic material, such as zirconium oxide, aluminum oxide, silicon nitride, silicon carbide, titanium oxide and titanium carbide. These substances are all very durable and have a high resistance to low pH-20 values. Moreover, these substances are all biologically inert.
Andere bekende uitgangsverbindingen voor het vervaardigen van keramische materialen kunnen echter even goed worden gebruikt .However, other known starting compounds for the manufacture of ceramic materials can be used equally well.
De diameter van de keramische deeltjes is in grote 25 mate bepalend voor de afmeting van de poriën. Bij voorkeur ligt de diameter van de deeltjes in het traject van 40-450 nm, met meer voorkeur van 100 - 400 nm. Het is gebleken dat, wanneer de diameter X van de keramische deeltjes ongeveer 200 nm is, de poriegrootte ligt in het traject van 50-70 nm. Een 30 dergelijke uitvoeringsvorm heeft de voorkeur.The diameter of the ceramic particles largely determines the size of the pores. Preferably, the diameter of the particles is in the range of 40-450 nm, more preferably of 100 - 400 nm. It has been found that when the diameter X of the ceramic particles is about 200 nm, the pore size is in the range of 50-70 nm. Such an embodiment is preferred.
Verdere uitvoeringsvormen van de keramische mem-braanmodule volgens de uitvinding die de voorkeur hebben, blijken uit de hierna volgende beschrijving, alsmede uit de overige volgconclusies.Further preferred embodiments of the ceramic membrane module according to the invention are apparent from the description below and from the other subclaims.
35 De uitvinding heeft tevens betrekking op een refe- rentie-elektrode welke een keramische membraanmodule volgens de uitvinding bevat. De keramische membraanmodule is daardoor op een zodanige wijze in de referentie-elektrode opgenomenThe invention also relates to a reference electrode which comprises a ceramic membrane module according to the invention. The ceramic membrane module is therefore included in the reference electrode in such a way
^ n o q 9 fi A^ n o q 9 fi A
4 dat deze met een eerste oppervlak in contact staat met een in de referentie-elektrode aanwezig referentiefluïdum en met een tweede oppervlak in contact kan worden gebracht met een te analyseren fluïdum. De beide oppervlakken zijn bij voorkeur 5 parallel en op afstand van elkaar gelegen oppervlakken.4 that it is in contact with a first surface with a reference fluid present in the reference electrode and can be brought in contact with a second surface with a fluid to be analyzed. The two surfaces are preferably parallel and spaced apart surfaces.
Ten slotte heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een keramische membraan-module volgens de uitvinding omvattende het in een regelmatige stapeling plaatsen van keramische deeltjes en het vervol-10 gens sinteren van de deeltjes teneinde een coherente poreuze massa van oppervlakkig met elkaar verbonden keramische deeltjes te verkrijgen. Een dergelijke keramische membraanmodule is zeer robuust en heeft een nauwkeurig gedefinieerde porie·'· grootte. Het signaal dat met behulp van deze referentie-15 elektrode kan. worden verkregen is daardoor zeer nauwkeurig. Ook is de kans op verstopping van de membraanmodule miniem vanwege het feit dat de porositeit drie-dimensionaal gericht is, waardoor alternatieve doorvoerroutes van het referentiefluïdum door de membraanmodule gewaarborgd blijven.Finally, the invention relates to a method for manufacturing a ceramic membrane module according to the invention comprising placing ceramic particles in a regular stack and then sintering the particles to form a coherent porous mass of superficial with each other connected ceramic particles. Such a ceramic membrane module is very robust and has a precisely defined pore size. The signal that can be used with the aid of this reference electrode. is therefore very accurate. Also the chance of blockage of the membrane module is minimal due to the fact that the porosity is three-dimensional, whereby alternative transit routes of the reference fluid through the membrane module are guaranteed.
20 De uitvinding zal hierna aan de hand van de figuren nader worden verduidelijkt.The invention will be explained in more detail below with reference to the figures.
Fig. 1 toont een schematische dwarsdoorsnede van een referentie-elektrode volgens de uitvinding.FIG. 1 shows a schematic cross-section of a reference electrode according to the invention.
Figuren 2, 3 en 4 tonen een detailaanzicht van de 25 membraanmodule van de referentie-elektrode.Figures 2, 3 and 4 show a detailed view of the membrane module of the reference electrode.
Fig. 5 toont een weergave van meetresultaten van een eerste proef met behulp van een referentie-elektrode volgens de uitvinding.FIG. 5 shows a representation of measurement results from a first test using a reference electrode according to the invention.
Fig. 6 toont een weergave van meetresultaten van een 30 tweede proef met behulp van een refèrentie-elektrode volgens de uitvinding.FIG. 6 shows a representation of measurement results from a second test with the aid of a reference electrode according to the invention.
Dezelfde verwijzingscijfers hebben in de verschillende figuren telkens dezelfde betekenis. Voor het gemak van 35 het begrip van de uitvinding zijn de niet voor de uitvinding noodzakelijke onderdelen niet getoond. Derhalve geven de figuren slechts een algemeen beeld van een referentie-elektrode.The same reference numerals have the same meaning in the different figures. For ease of understanding of the invention, the parts not necessary for the invention are not shown. Therefore, the figures only provide a general view of a reference electrode.
1 11 't, ë 2 d 4 51 11, 2 2 4 5
Fig. 1 toont een referentie-elektrode 1 welke in hoofdzaak bestaat uit een behuizing 2 en een kamer 3 welke hoofdzakelijk door de behuizing 2 wordt omsloten. In de kamer 3 bevindt zich een referentiefluïdum 4. Tevens is in de kamer 5 3 een elektrode 5 geplaatst welke via een eerste uiteinde van de sensor 1 is verbonden met een elektrische aansluiting 7 voor de geleiding van een elektrisch signaal. Het tweede uiteinde van de sensor 1 is voorzien van, en in hoofdzaak afgesloten door, een membraanmodule 6. In fig. 1 is tevens een 10 pomp 8 getoond, welke een referentiefluïdum vanuit een voorraadvat 9 in de kamer 3 van de referentie-elektrode kan voeren.FIG. 1 shows a reference electrode 1 which essentially consists of a housing 2 and a chamber 3 which is substantially enclosed by the housing 2. A reference fluid 4 is located in the chamber 3. An electrode 5 is also placed in the chamber 3, which electrode is connected via a first end of the sensor 1 to an electrical connection 7 for conducting an electrical signal. The second end of the sensor 1 is provided with, and substantially closed off by, a diaphragm module 6. Fig. 1 also shows a pump 8, which can carry a reference fluid from a storage vessel 9 into the chamber 3 of the reference electrode. feed.
Hierna zal de toepassing van een referentie-elektrode 1, zoals getoond in fig. 1, nader worden beschre-15 ven.The application of a reference electrode 1, as shown in FIG. 1, will be described in more detail below.
Een referentie-elektrode 1, zoals getoond in fig. 1, wordt ondergedompeld in een te analyseren fluïdum, zodanig dat het gedeelte van de sensor 1 met de membraanmodule 6 zich in het fluïdum bevindt. Daarbij wordt door de pomp 8 een ge-20 ringe hoeveelheid referentiefluïdum vanuit het voorraadvat 9 in de kamer 3 gepompt, welke kamer 3 reeds geheel was gevuld met referentiefluïdum 4, waardoor een continue stroom referentiefluïdum 4 vanuit de kamer 3 door de membraanmodule 6 heen in het te analyseren fluïdum wordt gepompt. Deze hoe-25 veelheid referentiefluïdum die door de membraanmodule 6 heen wordt gepompt is zeer.gering, waardoor verontreiniging van het te analyseren fluïdum lager dan detecteerbare waarden vormt. Overigens werkt de referentie-elektrode 1, zoals getoond in fig. 1, exact op de in de techniek bekende wijzen.A reference electrode 1, as shown in Fig. 1, is immersed in a fluid to be analyzed, such that the portion of the sensor 1 with the membrane module 6 is in the fluid. A small amount of reference fluid is pumped from the storage tank 9 into the chamber 3 by the pump 8, which chamber 3 has already been completely filled with reference fluid 4, whereby a continuous flow of reference fluid 4 from the chamber 3 through the membrane module 6 into the fluid to be analyzed is pumped. This amount of reference fluid which is pumped through the membrane module 6 is very low, so that contamination of the fluid to be analyzed forms lower than detectable values. Incidentally, the reference electrode 1, as shown in Fig. 1, operates exactly in the ways known in the art.
30 De membraanmodule 6 diént zodanig met de behuizing te zijn verbonden dat al het uittredende fluïdum door de poreuze membraanmodule 6 heen gaat en niet langs de membraanmodule 6.The membrane module 6 must be connected to the housing in such a way that all the emerging fluid passes through the porous membrane module 6 and not along the membrane module 6.
Het pompsysteem 8 levert een constante en regelbare druk waarmee het referentiefluïdum door het keramische mem-35 braan wordt gevoerd. Daardoor is het mogelijk om een zeer constante en geregelde continue uitstroom te vormen en derhalve een zeer stabiel elektrisch signaal te genereren. In plaats van een pomp, bijvoorbeeld een micropomp, kan de con-The pumping system 8 supplies a constant and controllable pressure with which the reference fluid is passed through the ceramic membrane. As a result, it is possible to form a very constant and controlled continuous outflow and therefore to generate a very stable electrical signal. Instead of a pump, for example a micropump, the
1 Π9 P? RA1 Π9 P? RA
i 6 startte druk ook worden verkregen door middel van een drijf-gas, al dan niet in een ballon-achtige ruimte, in de sensor.The starting pressure can also be obtained by means of a propellant gas, whether or not in a balloon-like space, in the sensor.
De keramische membraanmodule volgens de onderhavige uitvinding kan op verschillende manieren worden verbonden met 5 de referentie-elektrode. De figuren 2, 3 en 4 tonen verschillende detailaanzichten van mogelijke verbindingsvormen van de keramische membraanmodule met de behuizing 2 van de referentie-elektrode 1. Fig. 2 toont een combinatie waarbij aan één uiteinde van een in hoofdzaak cylindrisch gevormde behuizing 10 2 van de referentie-elektrode 1 een uitsparing is aangebracht waarin de keramische membraanmodule 6 past. De keramische membraanmodule kan bijvoorbeeld door middel van verkleving, bijvoorbeeld door middel van lijm of iets dergelijks, met de behuizing 2 worden verbonden.The ceramic membrane module according to the present invention can be connected to the reference electrode in various ways. Figures 2, 3 and 4 show different detailed views of possible connection forms of the ceramic membrane module with the housing 2 of the reference electrode 1. FIG. 2 shows a combination in which at one end of a substantially cylindrically shaped housing 12 of the reference electrode 1 a recess is provided in which the ceramic membrane module 6 fits. The ceramic membrane module can for instance be connected to the housing 2 by means of adhesion, for example by means of glue or the like.
15 Fig. 3 toont een alternatieve uitvoeringsvorm, waar bij de keramische membraanmodule 6 langs een omtreksoppervlak 10 is verbonden met een binnenste wandoppervlak van de behuizing 2. Ook hier kan de verbinding bijvoorbeeld door middel van verkleving worden verkregen.FIG. 3 shows an alternative embodiment, in which the ceramic membrane module 6 is connected along a circumferential surface 10 to an inner wall surface of the housing 2. Here too, the connection can be obtained, for example, by means of adhesion.
20 Een derde alternatieve uitvoeringsvorm staat getoond in fig. 4, waarbij in eerste instantie de keramische membraanmodule 6 in een uitsparing in de uiteinde van de behuizing 2 wordt gevoerd, in hoofdzaak identiek aan de wijze zoals getoond in fig. 2, doch waarbij de positionering van de 25 membraanmodule 6 wordt verkregen met een afschroefbaar ' koppe-lingsdeel 12, dat door middel van schroefdraad 11 met de behuizing 2 wordt verbonden.A third alternative embodiment is shown in Fig. 4, wherein initially the ceramic membrane module 6 is fed into a recess in the end of the housing 2, substantially identical to the manner as shown in Fig. 2, but wherein the positioning of the membrane module 6 is obtained with a screw-on coupling part 12, which is connected to the housing 2 by means of screw thread 11.
Een alternatieve manier om de keramische membraanmodule te vervaardigen bestaat uit het persen of extruderen van 30 keramische deeltjes. In dat geval zullen de deeltjes waarschijnlijk niet volgens een, benaderde, ideale dichte stapeling bijvoorbeeld een kubisch dichte stapeling of een hexagonaal dichte stapeling, worden geplaatst. Echter, in gevallen waar een dergelijke nauwkeurige definiëring van de porie-35 grootte niet noodzakelijk is, vormt een dergelijke werkwijze een goedkoop alternatief.An alternative way to manufacture the ceramic membrane module consists of pressing or extruding ceramic particles. In that case, the particles are unlikely to be placed in an approximate, ideal dense stack, for example, a cubically dense stack or a hexagonal dense stack. However, in cases where such a precise definition of the pore size is not necessary, such a method is an inexpensive alternative.
Met name wanneer een nauwkeurige definitie van de poriegrootte en derhalve een bij benadering ideale stapeling 1026264 7 van de deeltjes gewenst is, worden de keramische deeltjes bij voorkeur door middel van sedimentatie gestapeld en vervolgens gesinterd.In particular when a precise definition of the pore size and therefore an approximately ideal stacking of the particles 1026264 7 is desired, the ceramic particles are preferably stacked by means of sedimentation and subsequently sintered.
CJit het detailaanzicht van fig. 2 is af te leiden 5 dat over de membraanmodule 6 een deklaag 13 is aangebracht. Hierdoor is het oppervlak van de membraanmodule ten minste gedeeltelijk afgeschermd tegen contact met het te analyseren fluïdum. De deklaag is niet doorlaatbaar voor de beide fluï-da. Een kleine opening 14 in de deklaag 13 verschaft een con-10 tactoppervlak tussen de membraanmodule en het te analyseren fluïdum, waardoor een analyse mogelijk is. Deze opening kan vooraf in de op de membraanmodule aan te brengen deklaag worden voorzien, maar het is ook mogelijk dat een deklaag op de membraanmodule wordt aangebracht waarna een opening wordt 15 voorzien. De opening kan ongeveer in het midden van de membraanmodule in de deklaag zijn voorzien maar een positie meer naar de zijkant is ook mogelijk. Ook kunnen meerdere openin-gen in de deklaag worden voorzien. Hierbij dient te worden verzekerd dat een stroming van referentiefluïdum 4 vanuit de 20 kamer 3 door de membraanmodule 6 heen in het te analyseren fluïdum mogelijk is. Door de verkleining van het doorstroomde oppervlak van de mebraanmodule, en derhalve van het uitwisselend oppervlak, ten opzichte van een niet afgedekte membraanmodule kan een nauwkeuriger meting worden uitgevoerd. De af-25 meting van de opening is bij voorkeur kleiner dan 5 mm2, met meer voorkeur kleiner dan 2 mm2, met nog meer voorkeur kleiner dan 1 mm2, en met weer meer voorkeur kleiner dan 0,2 mm2. Ook het debiet van het referentiefluïdum naar het te analyseren fluïdum kan hierdoor zeer sterk worden verminderd waar-30 door een geringere beïnvloeding van het te analyseren fluïdum wordt verkregen. Een extra voordeel is dat de referentie-elektrode zelf zeer robuust kan worden uitgevoerd terwijl een zeer nauwkeurige meting kan worden verkregen.It can be deduced from the detail view of Fig. 2 that a cover layer 13 has been applied over the membrane module 6. As a result, the surface of the membrane module is at least partially shielded from contact with the fluid to be analyzed. The cover layer is not permeable to the two fluids. A small opening 14 in the cover layer 13 provides a contact surface between the membrane module and the fluid to be analyzed, whereby an analysis is possible. This opening can be provided in advance in the cover layer to be applied to the membrane module, but it is also possible that a cover layer is applied to the membrane module, after which an opening is provided. The opening can be provided in the cover layer approximately in the middle of the membrane module, but a position more to the side is also possible. A plurality of openings can also be provided in the cover layer. It must be ensured here that a flow of reference fluid 4 from the chamber 3 through the membrane module 6 into the fluid to be analyzed is possible. A more accurate measurement can be carried out by reducing the flow-through surface of the membrane module, and therefore of the exchange surface, relative to an uncovered membrane module. The size of the opening is preferably smaller than 5 mm 2, more preferably smaller than 2 mm 2, even more preferably smaller than 1 mm 2, and again more preferably smaller than 0.2 mm 2. The flow rate from the reference fluid to the fluid to be analyzed can also be greatly reduced as a result of which a smaller influence on the fluid to be analyzed is obtained. An additional advantage is that the reference electrode itself can be made very robust while a very accurate measurement can be obtained.
Hierna volgt een tabel waarin een overzicht wordt 35 gegeven van een aantal keramische deeltjes. De aanduidingen AKP zijn een geregistreerd handelsmerk van de firma Sumitomo (Japan). De genoemde diameter van de deeltjes betreft ten minste 99% van alle aanwezige deeltjes. Deze deeltjes zijn 1 02 82 6 4 8 alle gelegen in het traject dat in de daarnaast gelegen kolom staat vermeld. In de laatste kolom wordt de te verkrijgen po-riegrootte bij een ideale stapeling genoemd.The following is a table in which an overview is given of a number of ceramic particles. The AKP designations are a registered trademark of Sumitomo (Japan). The stated diameter of the particles relates to at least 99% of all particles present. These particles are all located in the range stated in the adjacent column. The pore size to be obtained with an ideal stack is mentioned in the last column.
Naam Diameter bolletjes Sporen tussen Poriegrootte __(99%) [nanometer]__[nanometer]__[nanometer] , , AKP20__500__400-600__150-200 AKP 30__400__300-500__100-130_ AKP 50__200__100-300 50-70_ AKP 70 _100_ 50-120_ 25-35_Name Diameter beads Traces between Pore size __ (99%) [nanometer] __ [nanometer] __ [nanometer],, AKP20__500__400-600__150-200 AKP 30__400__300-500__100-130_ AKP 50__200__100-300 50-70_ AKP 70 _100_ 50-120_ 25- 35_
In fig. 5 wordt een meetresultaat gegeven van een 5 proef met een referentie-elektrode volgens de onderhavige uitvinding, waarbij vanaf punt A de meting wordt gestart, bij punt B werd nieuw referentiefluïdum in het voorraadvat 9 gevoerd, waarvan de samenstelling enigszins afwijkt van het oorspronkelijk aanwezige referentiefluïdum. Daardoor is vanaf 10 punt B het gemeten signaal enigszins afwijkend van het daarvoor gemeten signaal. Duidelijk is echter te zien, dat gedurende de 25 dagen dat de test werd uitgevoerd, vrijwel geen verloop in het gemeten signaal werd verkregen.Fig. 5 shows a measurement result of a test with a reference electrode according to the present invention, wherein the measurement is started from point A, at point B new reference fluid was introduced into the storage vessel 9, the composition of which differs slightly from the originally present reference fluid. As a result, from 10 point B the measured signal is slightly different from the previously measured signal. However, it can be clearly seen that during the 25 days that the test was performed, virtually no variation in the measured signal was obtained.
De proefomstandigheden waren als volgt: het kerami-15 sche materiaal bestond uit deeltjes keramisch aluminiumoxide, type AKP 50 (verkrijgbaar bij de firma Sumitomo in Japan), met een diameter van de keramische deeltjes van 200 nm (99%) en een poriegrootte van 50-70 nm. De dikte van de membraanmo-dule bedroeg 1,5 mm. Het doorstroomde oppervlak van het mem-20 braan was 35 mm2. De overdruk die door de micropomp 8 werd gegenereerd bedroeg 2-4 bar. Het daarbij te verkrijgen debiet bedroeg 0,5 è 4 microliter per minuut. Het referentiefluïdum bestond uit een vloeistof met een concentratie 0,1 molair KC1 en 0,1 molair KNO3.The test conditions were as follows: the ceramic material consisted of particles of ceramic aluminum oxide, type AKP 50 (available from the company Sumitomo in Japan), with a diameter of the ceramic particles of 200 nm (99%) and a pore size of 50 -70 nm. The thickness of the membrane module was 1.5 mm. The flow-through surface of the membrane was 35 mm 2. The overpressure generated by the micropump 8 was 2-4 bar. The flow rate obtainable thereby was 0.5 to 4 microliters per minute. The reference fluid consisted of a liquid with a concentration of 0.1 molar KCl and 0.1 molar KNO3.
25 In fig. 6 wordt een meetresultaat gegeven van een proef met een referentie-elektrode volgens de onderhavige uitvinding. Duidelijk is te zien, dat gedurende de periode van 12 dagen dat de test werd uitgevoerd, geen verloop in het gemeten signaal werd verkregen.Fig. 6 shows a measurement result of a test with a reference electrode according to the present invention. It can be clearly seen that during the 12-day period when the test was performed, no variation in the measured signal was obtained.
1 02 8264 91 02 8264 9
De proefomstandigheden waren als volgt: het keramische materiaal bestond uit deeltjes keramisch aluminiumoxide, type AKP 50 (verkrijgbaar bij de firma Sumitomo in Japan). De diameter van de keramische deeltjes bedroeg 200 nm (99%) en 5 de poriegrootte bedroeg 50-70 nm. De dikte van de membraanmo-dule bedroeg 1,5 mm. Het doorstroomde oppervlak van het membraan was in dit geval verkleind tot een afmeting van minder dan 0,1 mm2. De overdruk die door de micropomp 8 werd gegenereerd varieerde van 1 tot 4 bar. Het daarbij te verkrijgen 10 debiet bedroeg 3 microliter per uur.The test conditions were as follows: the ceramic material consisted of particles of ceramic aluminum oxide, type AKP 50 (available from Sumitomo in Japan). The diameter of the ceramic particles was 200 nm (99%) and the pore size was 50-70 nm. The thickness of the membrane module was 1.5 mm. The flow-through area of the membrane was reduced in this case to a size of less than 0.1 mm 2. The overpressure generated by the micropump 8 varied from 1 to 4 bar. The flow rate obtainable thereby was 3 microliters per hour.
Het referéntiefluïdum bestond uit een vloeistof met een concentratie van 3 molair KC1.The reference fluid consisted of a liquid with a concentration of 3 molar KCl.
Voor de goede orde wordt hierbij vermeld, dat het debiet verder kan worden verlaagd door een keramisch materi-15 aal met een kleinere diameter van de keramische deeltjes te gebruiken om een keramische membraanmodule van te vervaardigen. Bijvoorbeeld kan AKP 70, of een overeenkomstige uit-gangsverbinding, worden toegepast.For the sake of good order, it is stated here that the flow rate can be further reduced by using a ceramic material with a smaller diameter of the ceramic particles to manufacture a ceramic membrane module. For example, AKP 70, or a corresponding starting compound, can be used.
20 De in de figuren getoonde en in de beschrijving uit eengezette uitvoeringsvormen zijn slechts schematische weergaven van een aantal mogelijke uitvoeringsvormen. De uitvinding is niet tot de in de figuren getoonde uitvoeringsvormen beperkt. Bijvoorbeeld kan de deklaag zoals is getoond in fig. 25 2 ook bij de overige uitvoeringsvormen in de andere figuren worden aangebracht.The embodiments shown in the figures and in the description from single embodiments are only schematic representations of a number of possible embodiments. The invention is not limited to the embodiments shown in the figures. For example, the cover layer as shown in Fig. 2 can also be applied in the other embodiments in the other figures.
Volgens een bijzondere voorkeur kan de druk, die zoals hiervoor beschreven en in figuur 1 getoond door een pomp 8 wordt geleverd, ook worden gegenereerd door een onder druk 30 gebracht gas. Het gas kan zijn opgeslagen in een gasvoorraad-houder en door middel van een leiding en een regelklep zijn verbonden met de kamer 3. Eventueel kan de gasvoorraadhouder via een regelklep zijn verbonden met het voorraadvat 9, in welk geval de pomp 8 kan komen te vervallen. Ook kan de re-35 gelklep dan in plaats van de pomp 8 tussen de houder 9 en de kamer 3 worden geplaatst. Varianten hierop liggen alle binnen het bereik van een deskundige in de techniek.According to a particular preference, the pressure supplied by a pump 8 as described above and shown in Figure 1 can also be generated by a pressurized gas. The gas can be stored in a gas supply holder and connected to the chamber 3 by means of a pipe and a control valve. Optionally, the gas supply holder can be connected via a control valve to the storage vessel 9, in which case the pump 8 can be canceled. . The control valve can then also be placed between the holder 9 and the chamber 3 instead of the pump 8. Variants here are all within the reach of a person skilled in the art.
1 0? 82 S 4 101 0? 82 S 4 10
De uitvinding wordt slechts beperkt door de bij gevoegde conclusies.The invention is only limited by the appended claims.
1 Π 0 R2 6 41 Π 0 R2 6 4
Claims (10)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1028264A NL1028264C2 (en) | 2005-02-14 | 2005-02-14 | Membrane module for use in a reference electrode, a reference electrode and method for manufacturing a membrane module. |
| PCT/NL2006/000071 WO2006085761A1 (en) | 2005-02-14 | 2006-02-13 | A reference electrode, a membrane module for use therein, and a method for fabricating same |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1028264 | 2005-02-14 | ||
| NL1028264A NL1028264C2 (en) | 2005-02-14 | 2005-02-14 | Membrane module for use in a reference electrode, a reference electrode and method for manufacturing a membrane module. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL1028264C2 true NL1028264C2 (en) | 2006-08-15 |
Family
ID=34981673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL1028264A NL1028264C2 (en) | 2005-02-14 | 2005-02-14 | Membrane module for use in a reference electrode, a reference electrode and method for manufacturing a membrane module. |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| NL (1) | NL1028264C2 (en) |
| WO (1) | WO2006085761A1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102009000315A1 (en) * | 2009-01-20 | 2010-08-19 | Robert Bosch Gmbh | liquid sensor |
| US12298268B2 (en) | 2020-05-21 | 2025-05-13 | Nova Biomedical Corporation | Single-use disposable reference sensor |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4575410A (en) * | 1982-03-11 | 1986-03-11 | Beckman Industrial Corporation | Solid state electrode system for measuring pH |
| US5071537A (en) * | 1986-07-10 | 1991-12-10 | Terumo Kabushiki Kaisha | Reference electrode |
| NL1014256C2 (en) * | 2000-02-01 | 2001-08-14 | Hydrion B V | Measuring instrument suitable for measuring cations or anions and membrane as part of the measuring instrument. |
| FR2843960A1 (en) * | 2002-08-29 | 2004-03-05 | Centre Nat Rech Scient | CERAMIC WITH PEROVSKITE STRUCTURE, ITS USE AS A REFERENCE ELECTRODE |
| DE10305005A1 (en) * | 2003-02-07 | 2004-08-19 | Kurt-Schwabe-Institut für Meß- und Sensortechnik e.V. | Reference electrode, for use in chemical processes, has porous oxide ceramic hollow body and comprises solid materials entirely |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB729575A (en) * | 1952-09-03 | 1955-05-11 | Jackson Jacob | Improvements relating to reference electrode units |
| US2925370A (en) * | 1958-06-13 | 1960-02-16 | Beckman Instruments Inc | Electrochemical leak structure and method for producing same |
| DE10053979B4 (en) * | 2000-10-31 | 2005-06-23 | Schott Instruments Gmbh | Electrochemical electrode |
| EP1491519A1 (en) * | 2003-06-25 | 2004-12-29 | Mettler-Toledo GmbH | Process for treating a porous ceramic |
-
2005
- 2005-02-14 NL NL1028264A patent/NL1028264C2/en not_active IP Right Cessation
-
2006
- 2006-02-13 WO PCT/NL2006/000071 patent/WO2006085761A1/en not_active Ceased
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4575410A (en) * | 1982-03-11 | 1986-03-11 | Beckman Industrial Corporation | Solid state electrode system for measuring pH |
| US5071537A (en) * | 1986-07-10 | 1991-12-10 | Terumo Kabushiki Kaisha | Reference electrode |
| NL1014256C2 (en) * | 2000-02-01 | 2001-08-14 | Hydrion B V | Measuring instrument suitable for measuring cations or anions and membrane as part of the measuring instrument. |
| FR2843960A1 (en) * | 2002-08-29 | 2004-03-05 | Centre Nat Rech Scient | CERAMIC WITH PEROVSKITE STRUCTURE, ITS USE AS A REFERENCE ELECTRODE |
| DE10305005A1 (en) * | 2003-02-07 | 2004-08-19 | Kurt-Schwabe-Institut für Meß- und Sensortechnik e.V. | Reference electrode, for use in chemical processes, has porous oxide ceramic hollow body and comprises solid materials entirely |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2006085761A1 (en) | 2006-08-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10914667B2 (en) | Condensation particle counter false count performance | |
| Green et al. | Studies on Soil Phyics. | |
| EP1745851B1 (en) | Process, device and computerprogramm product for the classification of a liquid | |
| US10378663B2 (en) | Pinch flow regulator | |
| EP3283221B1 (en) | Devices, systems and methods for dispensing and analysing particles | |
| JP4399455B2 (en) | In vivo measurement sensor for osmotic changes | |
| WO2011137454A1 (en) | Determination of pore size in porous materials by evaporative mass loss | |
| NL1028264C2 (en) | Membrane module for use in a reference electrode, a reference electrode and method for manufacturing a membrane module. | |
| US10677622B2 (en) | System for measuring flow of a liquid in a microfluidic circuit by determining gas and liquid pressures | |
| EP3427035B1 (en) | Microfluidic apparatuses | |
| CA2490264A1 (en) | Liquid extrusion porosimeter and method | |
| JP2007524102A (en) | Test elements with capillaries for transporting liquid samples | |
| Erbil | Determination of the peripheral contact angle of sessile drops on solids from the rate of evaporation | |
| CN111615628A (en) | Determined from the fluid properties of the fluid impedance | |
| JP3845067B2 (en) | Method for measuring pore size of porous filter | |
| EP1353751A2 (en) | Micromachined device for receiving and retaining at least one liquid droplet, method of making the device and method of using the device | |
| EP3436799B1 (en) | Microfluidic apparatuses for fluid movement control | |
| US7040141B2 (en) | Capillary condensation method and apparatus for determining porosity characteristics of a sample | |
| SU976351A1 (en) | Device for determination porous material capillary diddusion coefficient | |
| Goharzadeh et al. | Flow measurement at water-sediment interface | |
| JP2024176579A (en) | Digital PCR device, digital PCR apparatus and method for performing digital PCR | |
| WO2020054704A1 (en) | Analyzing device | |
| TWI271516B (en) | Micro-chip for detecting pH value | |
| Šolcová et al. | Liquid Expulsion permporometry–A tool for obtaining the distribution of flow‐through pores | |
| DE29801523U1 (en) | Micropipette or micro actuator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD2B | A search report has been drawn up | ||
| V1 | Lapsed because of non-payment of the annual fee |
Effective date: 20100901 |
|
| BK | Erratum |
Free format text: ONTERECHT VERVALLEN OP 01.09.2010PUBLIKATIE VERVAL I.E. 15.09.2010I.E. 2010/30 Effective date: 20060815 |
|
| V1 | Lapsed because of non-payment of the annual fee |
Effective date: 20110901 |