CN1168974A - 进行电化学测量所用的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可用来在玻璃熔液或盐熔液中进行电化学测量的装置，该装置具有至少一个测量电极和一个参考电极装置。为了能进行高精度的测量，测量电极的被定作浸入熔液中的尖端是用一种贵金属做的，并气密地夹持在一支石英玻璃管的一端中，其中，测量电极被引过该石英玻璃管。

Description

进行电化学测量所用的装置

本发明涉及一种在玻璃熔液或盐熔液中进行电化学测量所用的装置，它具有至少一个测量电极和一个参考电极装置。

这类装置已反复被公开，例如已由专利GB2057695A公开。在该专利的装置中，利用一个电化学的测量元件，亦称之为参考电极装置，对氧分压进行测量，该测量元件经过一个常规的指示装置和/或计值装置(测量系统)而与一个对应电极(亦称测量电极)相连。采用铂丝作测量电极，铂丝被引导穿过一个氧化铝体。在氧化铝体的尖端，铂丝是显露的。所以一当对应电极浸入熔液中，铂丝便能立即与熔液接触。氧化铝体被夹持在一根氧化铝管中。在实际工作中已证明：在铂电极和氧化铝体之间不可能实现气密。因此，氧气从熔液上方的大气中一直渗入到与熔液相接触的测量电极部分，致使在那里测量出的值与熔液中的实际情况不符，测量因此有误差。

类似的测量装置例如在专利DE3811915A1中也公开过。在该测量装置中，测量电极也是用铂制做的。

例如在《Glastechnische Berichte》(玻璃技术报告)68(1995)NO.9，S.273 ff上也介绍过，利用三个电极进行电计量分析，以测定玻璃熔液中的铁、硫或铬。这里也出现了上面提及的那些问题。为此，例如必须准确地知道处于玻璃熔液中的电极表面的大小。

本发明的目的是，从现有技术所公开的装置出发，提高对在玻璃熔液或盐熔液中进行例如氧分压测量的测量精度。

按照本发明，上述任务是通过下述措施解决的：测量电极的设定作浸入熔液中的尖端用一种贵金属制成，并气密地熔封在一支石英玻璃管的一端中，其中，将测量电极被引过石英玻璃管(在熔液中引出来再引到计值装置)。气密性夹持意味着：没有足以影响测量结果的氧气量从外面通过石英玻璃管渗入到待测量的熔液中，采用的贵金属最好是铱、铂、钯或铑族的一种金属，或者是一种由上述金属中的一种同至少另一种金属(也可以是上述族中的)构成的合金。可以想到，这种装置主要用于瞬时测量。

相宜的做法是，测量电极和石英玻璃管之间的连接点气密地熔封在石英玻璃管的被定作浸入熔液中的端部上。朝后，从熔液中出来，石英玻璃管可以是敞开的。测量电极的用贵金属做的尖端在石英玻璃管内最好同一测量丝相连，该测量丝最好是用钼、钨或一种铬-镍合金(例如Cronix)做成的。这样，作为电极使用的贵金属丝的长度可以保持短一些，以达到节约贵金属的目的。

在用钼或钨做测量丝的情况下，可以在用贵金属做的测量电极尖端和测量丝之间设置一个用钼做的金属条。贵金属和测量丝之间的连接点可以熔封在石英玻璃管中。尤其是所熔封的用钼做的金属条可以确保几乎绝对的气密性。

铬-镍丝不可熔封在石英玻璃管中，这是因为它在所需的温度下便会熔化。因此，连接点最好安排在石英玻璃管中的熔封点的后面。

为了取得高的测量精度，有利做法是：在一个一端封闭的固体电解质小管中安置一个参考电极，该小管以它的背向其封闭端的那一端夹持在一支陶瓷管中，参考电极被引过该陶瓷管；在固体电解质小管中的参考电极的端部被一种参考物质所包围，参考物质是由一种金属-金属氧化物粉末混合物、最好是由一种镍-镍氧化物粉末混合物构成的；参考电极本身最好用一种铬-镍合金做成。

此外，石英玻璃管和陶瓷管最好都用刚玉填充是相宜的。再者，有利的做法是将石英玻璃管和陶瓷管夹持在一支共用的支承管中，该支承管最好是用陶瓷做成的，而它的背向它的浸入端的那一端具有一个普通的连接件，用以将测量电极和参考电极同一测量系统加以机械性耦合和连接。支承管可用氧化铝制做，并以刚玉球粒填充。

下面根据附图对本发明的一个实施例做较详细的说明。

附图包括：

图1本发明提出的装置的示意图；

图2本发明的装置的纵剖面图；

图3熔封在石英玻璃管中的测量电极的纵剖面图；及

图4具有三个电极的装置的截面图。

图1中所示的装置具有一个用氧化铝制作的支承管1，在支承管1的背向其浸入端的那一端上安置了一个连接件2，该连接件插在一个在图中未示出的夹持件，例如一个金属套中。被引导穿过支承管1的金属线、测量丝3以及参考电极4都经过连接件2而与一测量系统，即常规的指示和/或计值单元相连。在支承管1内，测量丝3和参考电极4被引过石英玻璃管5，并被埋在刚玉球粒6中。

在支承管1的朝向本装置浸入端的那一端上安置了参考电极装置7和石英玻璃管8。参考电极装置7具有一支用氧化铝做的陶瓷管9，参考电极4被引过该陶瓷管而引入到固体电解质小管10中。用氧化锆做的固体电解质小管10，在它的内部有作为参考物质用的一种镍-镍氧化物粉末混合物，用一种铬-镍合金(cronix)做的参考电极4被夹持在该粉末混合物中。带有测量丝3的测量电极被引过石英玻璃管8，测量电极的尖端11是用铱丝做的。尖端当然也可以用铂、钯、铑或一种合金制成，这种合金的主要成分是铱或上述族的其它金属以及其它贵金属。用铱做成的尖端11伸入到石英玻璃管8中。尖端11气密地熔封在石英玻璃管8的端部12中，熔入的一段长约2cm(厘米)。其后更换测量电极的材质。为了节省相当贵重的铱丝，测量电极的其余部分是一条用Cronix(一种铬-镍合金)做的测量丝3。代替Cronix，例如也可以用钼或钨做测量丝3。

在图3中示出了构造测量电极的另一个可能性。在这里，用铱做的尖端11在石英玻璃管8内与一钼条13相连，而该钼条的另一端又与测量丝3相连。在这种情况下，测量丝3例如可用钼或钨做成。在所示的实施例中，钼条13完全熔封在石英玻璃管8的端部12中。这样，即可获得完善的气密性。

图中未示出的可能性是，钼条13从石英玻璃管8的熔封的端部12中引出来，然后在敞开的管中才同测量丝3连接。在这种情况下，也可以用Cronix做测量丝3。

石英玻璃管8和陶瓷管9都填充有(刚玉球粒)，刚玉球粒固定在这些管子内的各个金属丝的位置。

图4所示的装置适用于对玻璃熔液中的例如铁、硫或铬含量进行电计量测量。所用测量方法例如在《Glastechnische Berichte》68(1995)NO.9，S.273 ff上做了介绍。在用氧化铝做的支承管1中安置了一个测量电极和一个参考电极4。测量电极的尖端11是用铱做的，并熔封在一石英玻璃管8中。参考电极4是用铂做的，安置在一陶瓷管9中，在支承管1的浸入端安置了一个用铂做的对应电极14。使用上述装置进行测量可以获得非常可靠的结果，尤其在于瞬时测量中。由于这种装置的制造成本十分经济合算，所以有可能做为一次性探针加以制造。

Claims (13)

1.用于在玻璃熔液或盐熔液中进行电化学测量的装置，具有至少一个测量电极和一个参考电极装置，其特征在于，测量电极的被定作浸入熔液中的尖端(11)是用一种贵金属做的，并熔封在一支石英玻璃管(8)中，其中，测量电极被引过该石英玻璃管(8)。

2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，贵金属是铱、铂、钯或铑族中的一种金属，或一种合金，此合金至少含有上述金属的一种和至少含有另一种贵金属。

3.按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于，测量电极和石英玻璃管(8)之间的连接点熔封在石英玻璃管(8)的被定作浸入熔液中的端部(12)上。

4.按照权利要求1至3的一项所述的装置，其特征在于，测量电极的用贵金属做的尖端(11)在石英玻璃管(8)内同一测量丝(3)相连。

5.按照权利要求4所述的装置，其特征在于，在测量电极的用贵金属做的尖端(11)和测量丝(3)之间，安置了用钼做的金属条(13)。

6.按照权利要求5所述的装置，其特征在于，测量丝(3)是用钼或钨做的。

7.按照权利要求4至6的一项所述的装置，其特征在于，贵金属和测量丝(3)之间的连接点被熔封在石英玻璃管(8)中。

8.按照权利要求4所述的装置，其特征在于，测量丝(3)是用一种铬-镍合金做的。

9.按照权利要求1至8的一项所述的装置，其特征在于，在一支一端封闭的固体电解质小管中安置了一个参考电极(4)，该固体电解质小管以它的与封闭端相对应的一端被夹持在一陶瓷管(9)中，参考电极(4)被引过该陶瓷管，参考电极(4)的在固体电解质小管(10)中的端部被一种参考材料所包围，该参考材料是由一种金属-金属氧化物粉末混合物构成的，最好是由镍-镍氧化物混合物构成的。

10.按照权利要求1至9的一项所述的装置，其特征在于，参考电极(4)是用一种铬-镍合金做的。

11.按照权利要求9或10所述的装置，其特征在于，石英玻璃管(8)和陶瓷管(9)填充有刚玉。

12.按照权利要求9至11的一项所述的装置，其特征在于，石英玻璃管(8)和陶瓷管(9)被夹持在一支共同的支承管(1)中，该支承管最好是用陶瓷做的，在支承管(1)的背向浸入端的那一端上有一个连接件(2)，用来使测量电极和参考电极(4)同一测量系统实现机械性耦联和连接。

13.按照权利要求12所述的装置，其特征在于，支承管(1)是用氧化铝做的，它填充有刚玉球粒。

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