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DE102011087188A1 - Method for determining process variable of medium by electrochemical sensor, involves assigning reference half cell with temperature sensor, so that process variable is determined using temperatures detected by sensors - Google Patents

Method for determining process variable of medium by electrochemical sensor, involves assigning reference half cell with temperature sensor, so that process variable is determined using temperatures detected by sensors Download PDF

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DE102011087188A1
DE102011087188A1 DE102011087188A DE102011087188A DE102011087188A1 DE 102011087188 A1 DE102011087188 A1 DE 102011087188A1 DE 102011087188 A DE102011087188 A DE 102011087188A DE 102011087188 A DE102011087188 A DE 102011087188A DE 102011087188 A1 DE102011087188 A1 DE 102011087188A1
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DE
Germany
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sensor
electrochemical sensor
process variable
cell
reference half
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Withdrawn
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DE102011087188A
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German (de)
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DE102011087188A8 (en
Inventor
Thomas Endl
Thomas Wilhelm
Ingrid Wunderlich
Stephan Buschnakowski
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Endress and Hauser Conducta GmbH and Co KG
Original Assignee
Endress and Hauser Conducta Gesellschaft fuer Mess und Regeltechnik mbH and Co KG
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Publication date
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    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
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Abstract

The method involves arranging reference half cell (18), active component (15) and temperature sensor (8), such that the reference half cell is assigned with temperature sensor (7) arranged in electronic circuit. The process variable is determined by higher-level unit using temperatures detected by temperature sensors. A sensor plug-in head (17) is provided at distal end of media of electrochemical sensor (1). The active component is selected from pH glass membrane, ion sensitive FET (ISFET), metal or non-metallic or metal oxide or carbon electrode. An independent claim is included for an electrochemical sensor electrode.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung zumindest einer Prozessgröße eines Mediums mittels eines elektrochemischen Sensors, einen elektrochemischen Sensor und eine Einstabmesskette, beispielsweise zur Bestimmung eines elektrochemischen Potentials. Elektrochemische Sensoren kommen etwa bei der pH-Wert-Bestimmung zum Einsatz und finden vielseitig Anwendung, beispielsweise in der Chemie, Medizin, Industrie, Umwelt- oder Wasseranalytik.The invention relates to a method for determining at least one process variable of a medium by means of an electrochemical sensor, an electrochemical sensor and a combination electrode, for example for determining an electrochemical potential. Electrochemical sensors are used, for example, in pH determination and are used in a variety of applications, for example in chemistry, medicine, industry, environmental or water analysis.

Die der Erfindung zu Grunde liegende Problematik wird an Hand potentiometrischer Sensoren erläutert. Die Erfindung ist jedoch nicht auf potentiometrische Sensoren beschränkt, sondern betrifft allgemein Sensoren zur Verwendung in elektrochemischen Messsystemen, z. B. auch Sensoren für amperometrische Verfahren.The problem underlying the invention will be explained with reference to potentiometric sensors. However, the invention is not limited to potentiometric sensors, but generally relates to sensors for use in electrochemical measurement systems, e.g. As well as sensors for amperometric method.

Potentiometrische Sensoren weisen mindestens eine Messelektrode und eine Referenzelektrode auf, zwischen denen eine Potentialdifferenz bestimmt wird. Die Potentialdifferenz ist dabei abhängig von der Konzentration oder der Aktivität der zu messenden Substanz, im Falle einer pH-Messung beispielsweise von der Aktivität der Wasserstoffionen H+.Potentiometric sensors have at least one measuring electrode and a reference electrode, between which a potential difference is determined. The potential difference is dependent on the concentration or the activity of the substance to be measured, in the case of a pH measurement, for example, by the activity of the hydrogen ions H + .

Zur Messung der Konzentration oder der Aktivität weisen potentiometrische Sensoren eine sensorisch wirksame Komponente auf, etwa eine ionenselektive Membran, im Falle einer pH-Messung beispielsweise eine Glasmembran, oder einen Halbleiter-Isolator-Schichtstapel.To measure the concentration or the activity, potentiometric sensors have a sensorically active component, for example an ion-selective membrane, in the case of a pH measurement, for example a glass membrane, or a semiconductor-insulator layer stack.

Neben Systemen aus Messelektrode und Referenzelektrode, welche separat in ein Medium eingebracht werden, sind insbesondere auf dem Gebiet der pH-Messung auch so genannte Einstabmessketten bekannt, welche Messelektrode und Referenzelektrode in einer Sonde vereinen. Ohne Einschränkung soll im Folgenden der erfindungsgemäße Gedanke anhand einer solchen Einstabmesskette näher erläutert werden.In addition to systems of measuring electrode and reference electrode, which are introduced separately into a medium, so-called single-rod measuring chains are also known in particular in the field of pH measurement, which combine measuring electrode and reference electrode in a probe. Without limitation, the idea according to the invention will be explained in more detail below with reference to such a combination electrode.

Die Messelektrode weist ein meist drahtförmiges Ableitelement auf, welches in der Regel aus Silber/Silberchlorid besteht und in eine Pufferlösung mit bekanntem pH-Wert und bekannter Chlorid-Aktivität (oft eine Phosphatpufferlösung) eingetaucht ist. Ableitelement und Pufferlösung sind in der Regel in ein Glasrohr eingebracht, welches medienseitig mit einer Glasmembran (die sensorisch wirksame Komponente) abgeschlossen ist. Das Ableitelement und die Pufferlösung bilden die Messhalbzelle.The measuring electrode has a mostly wire-shaped discharge element, which usually consists of silver / silver chloride and is immersed in a buffer solution of known pH and known chloride activity (often a phosphate buffer solution). Discharge element and buffer solution are usually introduced into a glass tube, which is closed on the media side with a glass membrane (the sensor-active component). The diverting element and the buffer solution form the measuring half cell.

Die Referenzelektrode besitzt ebenfalls ein Ableitelement und kann auch aus Silber/Silberchlorid bestehen. Das Ableitelement ist in eine Referenzlösung, beispielsweise Kaliumchlorid, eingetaucht. Über eine Durchführung, z. B. ein Diaphragma, steht die Referenzlösung in elektrochemischem Austausch mit dem Medium. Das Potential wird ebenfalls mittels eines elektrischen Leiters, z. B. in Form eines Metalldrahtes, mit einer entsprechenden Schnittstelle am mediumsentfernten Ende der Elektrode verbunden. Da der Metalldraht selbst keinen Beitrag zum elektrochemischen Potential liefern soll und elektrochemisch stabil sein muss, besteht dieser in der Regel aus einem edlen Material, meist ein Edelmetall wie Silber oder Platin. Das Ableitelement und die Referenzlösung bilden die Referenzhalbzelle.The reference electrode also has a diverting element and may also consist of silver / silver chloride. The diverter element is immersed in a reference solution, for example potassium chloride. About a implementation, for. As a diaphragm, the reference solution is in electrochemical exchange with the medium. The potential is also by means of an electrical conductor, for. B. in the form of a metal wire, connected to a corresponding interface at the medium-remote end of the electrode. Since the metal wire itself is not intended to contribute to the electrochemical potential and must be electrochemically stable, it usually consists of a noble material, usually a noble metal such as silver or platinum. The diverting element and the reference solution form the reference half-cell.

Die Potentialdifferenz zwischen Referenzelektrode und Messelektrode ist vom pH-Wert des zu messenden Mediums abhängig. Die einzelnen Potentiale werden mittels elektrischer Leiter, z. B. in Form von Metalldrähten, abgeleitet, welche mit einer entsprechenden Schnittstelle am mediumsentfernten Ende der Elektrode verbunden sind.The potential difference between the reference electrode and the measuring electrode depends on the pH of the medium to be measured. The individual potentials are by means of electrical conductors, for. In the form of metal wires, which are connected to a corresponding interface at the medium-distal end of the electrode.

Die elektrischen Leiter leiten die Potentiale der Ableitelemente über ein Dichtungselement zu einer entsprechenden Schnittstelle am mediumsentfernten Ende des Messsystems. Über die Schnittstelle, beispielsweise ein Stecksystem mit Kabel, gelangt das Messsignal an ein übergeordnetes System, beispielsweise einen Messumformer. Im Messumformer werden die Potentiale weiterverarbeitet und beispielsweise zu einem pH-Wert verrechnet. In letzter Zeit haben sich digitale Schnittstellen mit galvanischer Entkopplung etabliert. Dazu werden die Messsignale im Sensorsteckkopf mittels einer elektronischen Schaltung teilweise verrechnet, weiterverarbeitet und/oder digitalisiert.The electrical conductors conduct the potentials of the diverting elements via a sealing element to a corresponding interface at the medium-remote end of the measuring system. Via the interface, for example a plug-in system with cable, the measuring signal is sent to a higher-level system, for example a measuring transducer. In the transmitter, the potentials are further processed and, for example, charged to a pH value. Recently, digital interfaces with galvanic decoupling have become established. For this purpose, the measurement signals in the sensor plug head are partially offset by means of an electronic circuit, further processed and / or digitized.

Es gibt Ausführungsformen mit über 40 cm langen Sensoren. Somit muss auch der elektrische Leiter zur Ableitung des Potentials mindestens dieser Länge entsprechen. Bei der Verwendung von Silber oder Platin fallen erhebliche Materialkosten für den elektrischen Leiter, der meist aus Vollmaterial hergestellt ist, an.There are embodiments with over 40 cm long sensors. Thus, the electrical conductor for deriving the potential must also correspond to at least this length. When using silver or platinum, considerable material costs are incurred for the electrical conductor, which is usually made of solid material.

Die Potentiale von elektrochemischen Sensoren sind nach der Nernst'schen Gleichung stark temperaturabhängig, deswegen ist ein Temperatursensor zur exakten Bestimmung des Messwertes notwendig. Dieser ist meist direkt in die Halbzelle integriert. Schon geringe Temperaturunterschiede zwischen Mess- und Referenzelektrode führen zu einer Verfälschung des Messergebnisses. Ein Temperaturverlauf findet sich hauptsächlich entlang der Längsachse des Sensors, deswegen befinden sich typischerweise die Ableitelemente der Referenz- und Messelektrode auf gleicher Höhe, wie etwa aus der DE 10 2008 055 082 A1 bekannt.The potentials of electrochemical sensors are strongly temperature-dependent according to the Nernst equation, therefore a temperature sensor is necessary for the exact determination of the measured value. This is usually integrated directly into the half cell. Even small temperature differences between the measuring and reference electrodes lead to a falsification of the measurement result. A temperature profile is found mainly along the longitudinal axis of the sensor, which is why typically the Ableitelemente the reference and measuring electrode are at the same height, such as from DE 10 2008 055 082 A1 known.

Es ist problematisch, dass sich aufgrund von Temperaturunterschieden über die Länge des Sensor Löslichkeits- und Komplexbildungsgleichgewichte innerhalb des Elektrodenraums unterscheiden. Diese orts- und temperaturabhängigen Konzentrationsverhältnisse führen zu Transportvorgängen innerhalb des Elektrodenraums, zu Korrosion und unter ungünstigen Umständen zum Auflösen der Ableitung und somit zum Ausfall des Sensors. It is problematic that due to temperature differences over the length of the sensor, solubility and complexing equilibria differ within the electrode space. These location- and temperature-dependent concentration ratios lead to transport processes within the electrode space, to corrosion and under unfavorable circumstances to dissolve the derivative and thus to the failure of the sensor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren, einen elektrochemischen Sensor und eine Einstabmesskette bereit zu stellen, welche eine exakte Messung dauerhaft gewährleisten und dennoch kostengünstig herstellbar sind.The invention has for its object a method to provide an electrochemical sensor and a combination electrode, which permanently ensure an accurate measurement and yet are inexpensive to produce.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren, umfassend
zumindest eine Referenzhalbzelle,
zumindest eine sensorisch wirksame Komponente,
zumindest einen ersten Temperatursensor,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Referenzhalbzelle zumindest ein zweiter Temperatursensor zugeordnet ist,
die Prozessgröße mit dem elektrochemischen Sensor bestimmt wird, und
wobei zumindest zwei von verschiedenen Temperatursensoren ermittelte Temperaturen bei der Bestimmung der Prozessgröße berücksichtigt werden.
The object is achieved by a method comprising
at least one reference half cell,
at least one sensory component,
at least a first temperature sensor,
characterized in that
the reference half cell is assigned at least one second temperature sensor,
the process variable is determined with the electrochemical sensor, and
wherein at least two temperatures determined by different temperature sensors are taken into account in the determination of the process variable.

Die Verwendung zumindest eines zweiten Temperatursensors ist als vorteilhaft anzusehen. So kann die für eine korrekte Bestimmung der Prozessgröße notwendige Temperatur von zumindest zwei verschiedenen Temperatursensoren berücksichtigt werden. Es kann gewährleistet werden, dass die Prozessgröße dauerhaft korrekt bestimmt wird.The use of at least one second temperature sensor is to be regarded as advantageous. Thus, the temperature necessary for a correct determination of the process variable of at least two different temperature sensors can be taken into account. It can be ensured that the process variable is permanently determined correctly.

Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch einen elektrochemischer Sensor zur Bestimmung zumindest einer Prozessgröße eines Mediums, umfassend
zumindest eine Referenzhalbzelle,
zumindest eine sensorisch wirksame Komponente,
zumindest einen ersten Temperatursensor,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Referenzhalbzelle zumindest ein zweiter Temperatursensor zugeordnet ist,
wobei zumindest eine übergeordnete Einheit vorgesehen ist, die so ausgestaltet ist, dass sie zur Bestimmung der Prozessgröße zumindest zwei von verschiedenen Temperatursensoren ermittelte Temperaturen berücksichtigt.
The object is further achieved by an electrochemical sensor for determining at least one process variable of a medium comprising
at least one reference half cell,
at least one sensory component,
at least a first temperature sensor,
characterized in that
the reference half cell is assigned at least one second temperature sensor,
wherein at least one higher-level unit is provided, which is designed such that it takes into account for determining the process variable at least two temperatures determined by different temperature sensors.

Die Zuordnung zur Referenzhalbzelle zumindest eines zweiten Temperatursensors ist als vorteilhaft anzusehen. So kann die für eine korrekte Bestimmung der Prozessgröße notwendige Temperatur von zumindest zwei verschiedenen Temperatursensoren von der zumindest einen übergeordneten Einheit berücksichtigt werden. Es kann gewährleistet werden, dass die Prozessgröße dauerhaft korrekt bestimmt wird.The assignment to the reference half cell of at least one second temperature sensor is to be regarded as advantageous. Thus, the temperature of at least two different temperature sensors necessary for a correct determination of the process variable can be taken into account by the at least one higher-order unit. It can be ensured that the process variable is permanently determined correctly.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der zweite Temperatursensor in oder an der Referenzhalbzelle angeordnet. So kann die Temperatur direkt am Ort des Interesses, nämlich an der Referenzhalbzelle, bestimmt werden.In an advantageous embodiment, the second temperature sensor is arranged in or on the reference half-cell. Thus, the temperature can be determined directly at the point of interest, namely at the reference half-cell.

In einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Sensorsteckkopf am medienentfernten Ende des elektrochemischen Sensors vorgesehen, und der zweite Temperatursensor ist im Sensorsteckkopf angeordnet. Dies ist vorteilhaft, da durch die Anordnung des zweiten Temperatursensors im Sensorsteckkopf keine weiteren Leitungen etc. verwendet werden müssen und dass Messdaten des zweiten Temperatursensors direkt über den Sensorsteckkopf weitergeleitet werden können, da sich am oder im Sensorsteckkopf üblicherweise eine Schnittstelle zur Kommunikation befindet. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die Referenzhalbzelle nun im Verhältnis zur sensorisch wirksamen Komponente kürzer ausgestaltet werden kann und somit Materialkosten gespart werden.In an alternative advantageous embodiment, a sensor plug head is provided at the media-remote end of the electrochemical sensor, and the second temperature sensor is arranged in the sensor plug head. This is advantageous because the arrangement of the second temperature sensor in the sensor plug head no further lines, etc. must be used and that measurement data of the second temperature sensor can be forwarded directly through the sensor plug head, since there is usually an interface for communication on or in the sensor plug head. Another advantage is that the reference half-cell can now be made shorter in relation to the sensor-active component and thus material costs are saved.

In einer weiteren alternativen Ausgestaltung ist ein Sensorsteckkopf am medienentfernten Ende des elektrochemischen Sensors vorgesehen,
wobei eine elektronische Schaltung vorgesehen ist, die in dem Sensorsteckkopf angeordnet ist, und
der zweite Temperatursensor in der elektronischen Schaltung angeordnet ist. Dies ist vorteilhaft, da durch die Anordnung des zweiten Temperatursensors in der elektronischen Schaltung keine weiteren Leitungen etc. verwendet werden müssen und die Messdaten des zweiten Temperatursensors direkt über den Sensorsteckkopf weitergeleitet werden können, da sich am oder im Sensorsteckkopf üblicherweise eine Schnittstelle zur Kommunikation befindet.
In a further alternative embodiment, a sensor plug head is provided at the media-distal end of the electrochemical sensor,
wherein an electronic circuit is provided, which is arranged in the sensor plug head, and
the second temperature sensor is arranged in the electronic circuit. This is advantageous because the arrangement of the second temperature sensor in the electronic circuit no further lines, etc. must be used and the measurement data of the second temperature sensor can be forwarded directly through the sensor plug head, since there is usually an interface for communication on or in the sensor plug head.

Bevorzugt ist die zumindest eine übergeordnete Einheit Teil der elektronischen Schaltung. Dies ist vorteilhaft, da somit Bauteile und damit Kosten gespart werden.Preferably, the at least one higher-level unit is part of the electronic circuit. This is advantageous, since thus components and thus costs are saved.

In einer bevorzugten Ausführungsform berechnet die zumindest eine übergeordnete Einheit die Temperatur entlang der Referenzhalbzelle, insbesondere am medienseitigen Ende der Referenzhalbzelle, mit Hilfe der zumindest zwei Temperatursensoren und der Wärmeleitungsgleichung. Die Wärmeleitungsgleichung in einer Raumdimension für dünne, relativ dazu lange Stäbe aus festem Material lautet

Figure 00060001
wobei u(x, t) die räumlich und zeitlich abhängige Wärmeverteilung, α die Temperaturleitfähigkeit, x den Ort und t die Zeit darstellt. Dies ist vorteilhaft: aus den Messdaten der zumindest zwei Temperatursensoren und der bekannten Geometrie des Sensors berechnet die zumindest eine übergeordnete Einheit die Temperatur entlang der Referenzhalbzelle. Der der Referenzhalbzelle zugeordnete Temperatursensor kann somit relativ frei positioniert werden, und die zumindest eine übergeordnete Einheit berechnet anhand der bekannten Position des Sensors und der Messdaten die Temperatur über den Verlauf der Referenzhalbzelle.In a preferred embodiment, the at least one higher-order unit calculates the temperature along the reference half-cell, in particular at the media-side end of the reference half-cell, with the aid of the at least two temperature sensors and the heat conduction equation. The heat equation in a space dimension for thin, relatively long rods of solid material is
Figure 00060001
where u (x, t) represents the spatially and temporally dependent heat distribution, α the thermal conductivity, x the location and t the time. This is advantageous: from the measured data of the at least two temperature sensors and the known geometry of the sensor, the at least one higher-order unit calculates the temperature along the reference half-cell. The temperature sensor assigned to the reference half cell can thus be positioned relatively freely, and the at least one higher-level unit uses the known position of the sensor and the measured data to calculate the temperature over the course of the reference half cell.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung handelt es sich bei der sensorisch wirksamen Komponente um eine ionenselektive Membran, insbesondere eine pH-Glasmembran, um einen Halbleiter-Isolator-Schichtstapel, insbesondere einen ISFET oder um eine Metall- oder Metall/Metalloxid- oder eine nichtmetallische Redox-Elektrode, insbesondere eine Kohlenstoffelektrode.In an advantageous embodiment, the sensorically active component is an ion-selective membrane, in particular a pH glass membrane, a semiconductor-insulator layer stack, in particular an ISFET or a metal or metal / metal oxide or a non-metallic redox electrode , in particular a carbon electrode.

Bevorzugt ermittelt die zumindest eine übergeordnete Einheit die Prozessgröße über ein potentiometrisches oder amperometrisches Verfahren.Preferably, the at least one higher-level unit determines the process variable via a potentiometric or amperometric method.

Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch eine Einstabmesskette umfassend den erfindungsgemäßen elektrochemischen Sensor,
wobei ein Gehäuse vorgesehen ist, in dem mindestens eine Kammer ausgebildet ist, wobei die Referenzhalbzelle in der Kammer angeordnet ist,
wobei zumindest ein Referenzelektrolyt in der Kammer angeordnet ist,
wobei die sensorisch wirksame Komponente in Kontakt mit dem Medium steht,
wobei an der Referenzhalbzelle ein Ableitsystem zum Ableiten eines Potentials der Referenzhalbzelle vorgesehen ist,
wobei der Referenzelektrolyt das Ableitsystem zumindest teilweise benetzt,
wobei zumindest eine Durchführung vorgesehen ist mittels derer der Referenzelektrolyt mit einem das Gehäuse umgebenden Medium,
insbesondere einem Messmedium, in Kontakt steht,
wobei an der sensorisch wirksamen Komponente ein zweites Ableitsystem zum Ableiten eines Potentials,
wobei das zweite Ableitsystem der sensorisch wirksamen Komponente zugeordnet ist.
The object is further achieved by a combination electrode comprising the electrochemical sensor according to the invention,
wherein a housing is provided in which at least one chamber is formed, wherein the reference half cell is arranged in the chamber,
wherein at least one reference electrolyte is arranged in the chamber,
wherein the sensory component is in contact with the medium,
wherein a reference system for deriving a potential of the reference half cell is provided at the reference half cell,
wherein the reference electrolyte at least partially wets the lead-off system,
wherein at least one passage is provided by means of which the reference electrolyte with a medium surrounding the housing,
especially a measuring medium, in contact,
wherein at the sensorically active component a second discharge system for deriving a potential,
wherein the second delivery system is associated with the sensory component.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind das erste Ableitsystem und das zweite Ableitsystem unterschiedlich lang. So ist es möglich Material und damit Kosten zu sparen.In an advantageous embodiment, the first lead-off system and the second lead-off system have different lengths. So it is possible to save material and thus costs.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näherer erläutert. Es zeigtThe invention will be explained in more detail with reference to the following figures. It shows

1 einen schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen Sensors in einer ersten Ausgestaltung, 1 a schematic structure of a sensor according to the invention in a first embodiment,

2 einen schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen Sensors in einer zweiten Ausgestaltung, und 2 a schematic structure of a sensor according to the invention in a second embodiment, and

3 einen schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen Sensors in einer dritten Ausgestaltung. 3 a schematic structure of a sensor according to the invention in a third embodiment.

In den Figuren sind gleiche Merkmale mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.In the figures, the same features are identified by the same reference numerals.

1 zeigt schematisch den Aufbau eines erfindungsgemäß ausgestalteten elektrochemischen Sensors. In seiner Gesamtheit hat der Sensor das Bezugszeichen 1. Der Sensor 1 wird in ein Medium 13 eingebracht, dessen pH-Wert zu bestimmen ist. Gezeigt ist ein Beispiel eines elektrochemischen Sensors zur Bestimmung des pH-Werts, der als Einstabmesskette realisiert ist. 1 shows schematically the structure of an inventively designed electrochemical sensor. In its entirety, the sensor has the reference number 1 , The sensor 1 gets into a medium 13 introduced, whose pH is to be determined. Shown is an example of an electrochemical sensor for determining the pH, which is realized as Einstabmesskette.

Der Sensor 1 umfasst ein Gehäuse 2, welches bevorzugt aus Glas besteht und zwei Kammern 3 und 4 umfasst. Die erste Kammer 3 ist koaxial um die zweite Kammer 4 angeordnet. Die erste Kammer 3 ist zumindest teilweise mit einem Referenzelektrolyten 9 gefüllt. Die zweite Kammer 4 ist zumindest teilweise mit einem Elektrolyten 10 gefüllt.The sensor 1 includes a housing 2 , which preferably consists of glass and two chambers 3 and 4 includes. The first chamber 3 is coaxial around the second chamber 4 arranged. The first chamber 3 is at least partially with a reference electrolyte nine filled. The second chamber 4 is at least partially with an electrolyte 10 filled.

Zur Abdichtung des oberen Gehäuseabschnittes gegenüber dem Elektrolyten 10 und dem Referenzelektrolyten 9 ist ein nicht dargestelltes Verschlusselement in das Gehäuse eingebracht. Auch sind so die beiden Kammern 3, 4 voneinander vollständig abgeschlossen. Die Abdichtung kann sich zumindest zum Teil im Sensorsteckkopf 17 befinden.For sealing the upper housing section with respect to the electrolyte 10 and the reference electrolyte nine an unillustrated closure element is introduced into the housing. So are the two chambers 3 . 4 completely closed. The seal can be at least partially in the sensor plug head 17 are located.

Die Einstabmesskette besteht aus zwei Halbzellen 18 und 19: die Referenzhalbzelle 18 bestehend aus einer Referenzelektrode 5 und einem Referenzelektrolyt 9, wobei sich Referenzelektrode 5 und Referenzelektrolyt 9 in der ersten Kammer 3 befinden; die Messhalbzelle 19 bestehend aus einer Messelektrode 6 und einem Elektrolyt 10, wobei sich die Messelektrode 6 und Elektrolyt 10 in der zweiten Kammer 4 befinden.The combination electrode consists of two half-cells 18 and 19 : the reference half cell 18 consisting of a reference electrode 5 and a reference electrolyte nine , where reference electrode 5 and reference electrolyte nine in the first chamber 3 are located; the measuring half cell 19 consisting of a measuring electrode 6 and an electrolyte 10 , where the measuring electrode 6 and electrolyte 10 in the second chamber 4 are located.

Die Referenzelektrode 5 besteht aus einem Potential bildenden Element am medienseitigen Ende und dessen Ableitung (nicht einzeln dargestellt). Das Potential bildende Element besteht aus einem metallischen Teil und einem Vorrat aus einem Salz des Metalls, z. B. handelt es sich um Silber und Silberchlorid. Dies ist beispielsweise aus der EP 1 172 648 A1 bekannt. Die Ableitung besteht aus einem elektrischen Leiter, meist aus einem Metalldraht. Ausführungsformen lassen jedoch auch eine Litze zu. Typischerweise wird ein Edelmetall verwendet, beispielsweise Silber oder Platin. Im Folgenden wird das Potential bildende Element und die Ableitung als Ableitsystem 11 bezeichnet. Der Referenzelektrolyt 9 benetzt zumindest teilweise das Ableitsystem 11.The reference electrode 5 consists of a potential-forming element at the media end and its derivative (not shown separately). The potential-forming element consists of a metallic part and a supply of a salt of the metal, for. For example, it is silver and silver chloride. This is for example from the EP 1 172 648 A1 known. The derivative consists of an electrical conductor, usually a metal wire. However, embodiments also leave one Wire to. Typically, a noble metal is used, for example, silver or platinum. In the following, the potential-forming element and the derivative will be referred to as the lead-off system 11 designated. The reference electrolyte nine wets at least partially the discharge system 11 ,

In der Wandung der ersten Kammer 3 befindet sich eine Durchführung 14, z. B. ein Diaphragma aus einer Keramik, welche den Stromschlüssel zu dem Medium 13 bildet.In the wall of the first chamber 3 there is a passage 14 , z. B. a diaphragm made of a ceramic, which the power key to the medium 13 forms.

Die Messelektrode 6 besteht aus einem Potential bildenden Element am medienseitigen Ende und dessen Ableitung (nicht einzeln dargestellt). Das Potential bildende Element besteht aus einem metallischen Teil und einem Vorrat aus einem Salz des Metalls. Beispielsweise handelt es sich um Silber und Silberchlorid. Dies ist beispielsweise aus der EP 1 172 648 A1 bekannt. Die Ableitung besteht aus einem elektrischen Leiter, meist aus einem Metalldraht. Ausführungsformen lassen jedoch auch eine Litze zu. Typischerweise wird ein Edelmetall verwendet, beispielsweise Silber oder Platin. Im Folgenden wird das Potential bildende Element und die Ableitung als Ableitsystem 12 bezeichnet. Der Elektrolyt 10 benetzt zumindest teilweise das Ableitsystem 12.The measuring electrode 6 consists of a potential-forming element at the media end and its derivative (not shown separately). The potential-forming element consists of a metallic part and a supply of a salt of the metal. For example, it is silver and silver chloride. This is for example from the EP 1 172 648 A1 known. The derivative consists of an electrical conductor, usually a metal wire. However, embodiments also allow for a stranded wire. Typically, a noble metal is used, for example, silver or platinum. In the following, the potential-forming element and the derivative will be referred to as the lead-off system 12 designated. The electrolyte 10 wets at least partially the discharge system 12 ,

In der Wandung der zweiten Kammer 4 befindet sich eine sensorisch wirksame Komponente 15, welche den Kontakt zu dem Medium 13 bildet. Die sensorisch wirksame Komponente 15 ist als ionenselektive Membran, insbesondere als dünne Glasmembran ausgestaltet.In the wall of the second chamber 4 there is a sensory component 15 which the contact to the medium 13 forms. The sensory component 15 is designed as an ion-selective membrane, in particular as a thin glass membrane.

Außer der Möglichkeit als Glasmembran, ist vorstellbar die sensorisch wirksame Komponente 15 als Halbleiter-Isolator-Schichtstapel mit chemisch sensitivem Halbleiterbauelement, insbesondere als ISFET oder als Metall- oder Metall/Metalloxid- oder als nichtmetallische Redox-Elektrode, insbesondere als Kohlenstoffelektrode, auszugestalten.Apart from the possibility as a glass membrane, the sensory component is conceivable 15 as a semiconductor insulator layer stack with chemically sensitive semiconductor component, in particular as an ISFET or as a metal or metal / metal oxide or as a non-metallic redox electrode, in particular as a carbon electrode to design.

Die Messelektrode 6 und die Referenzelektrode 5 können sich in ihrer Länge unterscheiden, insbesondere kann die Referenzelektrode 5 kürzer sein als die Messelektrode. Folglich ist auch das Ableitsystem 11 entsprechend kürzer als das Ableitsystem 12.The measuring electrode 6 and the reference electrode 5 can differ in their length, in particular, the reference electrode 5 shorter than the measuring electrode. Consequently, the discharge system is also 11 correspondingly shorter than the lead-off system 12 ,

Am Sensorsteckkopf 17 ist eine nicht weiter dargestellte Schnittstelle angebracht. Über den Sensorsteckkopf 17 werden die Signale der Ableitsysteme 11, 12 über die Schnittstelle an ein übergeordnetes System 21 weitergeleitet. Die Schnittstelle kann ein Sensorkabel sein, welches die Signale an das übergeordnete System 21 leitet. Dabei dient ein geeigneter Stecker als Verbindungsglied. Es sind sowohl galvanisch gekoppelte als aus galvanische getrennte Schnittstellen (z. B. optisch, induktiv, kapazitiv) denkbar. Ein übergeordnetes System 21 ist beispielsweise ein Messumformer, eine Leitstelle oder im einfachsten Fall auch nur ein Display. Im übergeordneten System 21 werden die Signale verarbeitet, verrechnet, dargestellt und/oder weitergeleitet.At the sensor plug head 17 an interface not shown is attached. About the sensor plug head 17 become the signals of the derivation systems 11 . 12 via the interface to a higher-level system 21 forwarded. The interface can be a sensor cable, which sends the signals to the higher-level system 21 passes. In this case, a suitable plug serves as a link. Both electrically coupled and galvanically isolated interfaces (eg optical, inductive, capacitive) are conceivable. A superordinate system 21 is for example a transmitter, a control center or in the simplest case only a display. In the parent system 21 the signals are processed, calculated, displayed and / or forwarded.

Die hier beschriebene Methode der pH-Messung ist ein potentiometrisches Verfahren, d. h. idealerweise findet kein Stromfluss über die Ableitsysteme 11, 12 statt. Die Erfindung lässt sich jedoch auch auf elektrochemische Verfahren anwenden bei denen ein Stromfluss stattfindet, so z. B. bei der Amperometrie oder Coulometrie.The method of pH measurement described here is a potentiometric method, ie ideally there is no current flow through the derivation systems 11 . 12 instead of. However, the invention can also be applied to electrochemical processes in which a current flow takes place, such. B. in amperometry or coulometry.

Elektrochemische Prozesse sind nach der Nernst'schen Gleichung hochgradig temperaturabhängig. Deswegen ist der Messelektrode 6 ein Temperatursensor 8 zugeordnet. Der Temperatursensor 8 befindet sich in etwa auf Höhe des Potential bildenden Elements der Messelektrode. Über eine Leitung werden die Messsignale des Temperatursensors 8 an den Sensorsteckkopf 17 und evtl. an das übergeordnete System 21 zur Verarbeitung, Verrechnung und/oder Darstellung weitergeleitet. Die Leitung des Temperatursensors 8 kann auch in das Gehäuse 2 integriert sein.Electrochemical processes are highly temperature dependent according to the Nernst equation. That's why the measuring electrode is 6 a temperature sensor 8th assigned. The temperature sensor 8th is approximately at the level of the potential-forming element of the measuring electrode. Via a line, the measuring signals of the temperature sensor 8th to the sensor plug head 17 and possibly to the higher-level system 21 forwarded for processing, billing and / or presentation. The pipe of the temperature sensor 8th can also be in the case 2 be integrated.

Der Referenzelektrode 5 zugeordnet ist ein Temperatursensor 7.The reference electrode 5 assigned is a temperature sensor 7 ,

1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel. Der Temperatursensor 7 befindet sich in der ersten Kammer 3 an einer eigenen Leitung. Die Leitung kann auch in das Gehäuse 2 integriert sein. Die Leitung kann ein elektrischer Leiter, beispielsweise ein Metalldraht, sein. Sie sollte gegenüber dem Referenzelektrolyten 9 ausreichend isoliert sein. 1 shows a first embodiment. The temperature sensor 7 is in the first chamber 3 on a separate line. The line can also be in the case 2 be integrated. The line may be an electrical conductor, such as a metal wire. It should be opposite to the reference electrolyte nine be sufficiently isolated.

2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel. In 2 ist die erste Kammer 3 nur etwa so lang wie in 1. Somit ist auch die Referenzelektrode 5 nur etwa halb so lang. In diesem Ausführungsbeispiel wird deutlich weniger Referenzelektrolyt 9 benötigt als in der in 1 dargestellten Ausführungsform. 2 shows a second embodiment. In 2 is the first chamber 3 only about as long as in 1 , Thus, also the reference electrode 5 only about half as long. In this embodiment, significantly less reference electrolyte nine needed as in the 1 illustrated embodiment.

Wie bereits erwähnt gelangen die Messsignale In den Ausführungsformen in den Figuren 1 und 2 sowohl von der Referenzelektrode 5, Messelektrode 6 als auch von den Temperatursensoren 7, 8 über eine Ableitung bzw. Leitung zum Sensorsteckkopf 17, der unter anderem eine Schnittstelle beinhaltet. Die Schnittstelle kann sowohl galvanisch gekoppelt als auch galvanisch getrennt ausgestaltet sein und beispielsweise als ein Kabel realisiert sein.As already mentioned, the measurement signals are obtained in the embodiments in the figures 1 and 2 both from the reference electrode 5 , Measuring electrode 6 as well as from the temperature sensors 7 . 8th via a derivative or line to the sensor plug head 17 which, among other things, includes an interface. The interface can be designed both galvanically coupled and galvanically isolated and be realized for example as a cable.

In jüngster Zeit haben sich digitale Schnittstellen mit galvanischer Entkopplung etabliert. Ein Ausführungsbeispiel eines elektrochemischen Sensors 1 mit digitaler Schnittstelle ist in 3 dargestellt. Die Messsignale werden dabei bereits im Sensorsteckkopf 17 mittels einer elektronischen Schaltung 16 verrechnet, weiterverarbeitet und/oder digitalisiert. Typischerweise werden in der elektronischen Schaltung 16 die gemessenen Potentiale verstärkt, in einen pH-Wert umgerechnet, digitalisiert und über die Schnittstelle weitergeleitet. Auch können schon die Messsignale der Temperatursensoren 7, 8 verrechnet werden.Recently, digital interfaces with galvanic decoupling have become established. An embodiment of an electrochemical sensor 1 with digital interface is in 3 shown. The measuring signals are already in Sensor plug head 17 by means of an electronic circuit 16 billed, processed and / or digitized. Typically, in the electronic circuit 16 the measured potentials are amplified, converted into a pH value, digitized and forwarded via the interface. Even the measuring signals of the temperature sensors can already 7 . 8th will be charged.

Auf der elektronischen Schaltung 16 kann sich auch ein Speicherelement befinden, das sensortypische Daten speichert. Beispiele hierfür sind:
Seriennummer, Fertigungsdatum, Gerätedaten, Kalibrationsdaten etc.
On the electronic circuit 16 There may also be a memory element which stores sensor-typical data. Examples for this are:
Serial number, date of manufacture, device data, calibration data etc.

In der in 3 gezeigten Variante befindet sich ein Temperatursensor 7 in der elektronischen Schaltung 16. Die elektronische Schaltung 16 wird meist als Leiterplatte (englisch: printed circuit board (PCB)) in Durchsteckmontage (englisch: through hole technology (THT)) oder in Oberflächenmontage (englisch: surface-mounting technology (SMT)) realisiert. So kann auch der Temperatursensor 7 als THT- oder SMT-Bauteil, als so genanntes oberflächenmontiertes Bauelement (surface-mounted device (SMD)), ausgestaltet sein und auf der Leiterplatte montiert werden.In the in 3 variant shown is a temperature sensor 7 in the electronic circuit 16 , The electronic circuit 16 is usually implemented as printed circuit board (PCB) in through hole technology (THT) or in surface mounting (surface-mounting technology (SMT)). So can the temperature sensor 7 as a THT or SMT component, as a so-called surface-mounted device (surface-mounted device (SMD)), be designed and mounted on the circuit board.

Die gemessenen Temperatursignale des Temperatursensors 7 werden dann in der elektronischen Schaltung 16 analysiert und evtl. weiterverarbeitet. Dies geschieht durch eine übergeordnete Einheit 20, beispielsweise durch einen Mikroprozessor oder Mikrocontroller. Die übergeordnete Einheit 20 kann auch Teil der elektronischen Schaltung 16 sein. Die übergeordnete Einheit 20 und/oder die elektronische Schaltung 16 werden über die Schnittstelle mit Energie versorgt.The measured temperature signals of the temperature sensor 7 then be in the electronic circuit 16 analyzed and possibly further processed. This is done by a higher-level unit 20 For example, by a microprocessor or microcontroller. The parent unit 20 can also be part of the electronic circuit 16 be. The parent unit 20 and / or the electronic circuit 16 are powered by the interface.

Mit zumindest einem Messsignal der Temperatursensoren 7, 8 kann der Verlauf der Temperatur über die Länge des Sensor 1 berechnet werden. Unter Zuhilfenahme der Wärmeleitungsgleichung für eine Raumdimension

Figure 00120001
wobei u(x, t) die räumlich und zeitlich abhängige Wärmeverteilung in der Elektrode, α die Temperaturleitfähigkeit, x den Ort und t die Zeit darstellt, kann folglich auch die Temperatur an der Referenzelektrode 5 bestimmt werden. Insbesondere ist die Temperatur am Ort der Potentialbildung wichtig, d. h. am Potential bildenden Element.With at least one measurement signal of the temperature sensors 7 . 8th can be the course of temperature over the length of the sensor 1 be calculated. With the aid of the heat equation for a room dimension
Figure 00120001
where u (x, t) represents the spatially and temporally dependent heat distribution in the electrode, α the thermal diffusivity, x the location and t the time, consequently also the temperature at the reference electrode 5 be determined. In particular, the temperature at the point of potential formation is important, ie at the potential-forming element.

Es ist denkbar, dass die komplette Berechnung im Sensor 1, genauer in der übergeordneten Einheit 20, erfolgt. Das heißt, die Messsignale werden verstärkt, verarbeitet, verrechnet und/oder weitergeleitet. Im Falle einer digitalen Schnittstelle werden die Signale zusätzlich digitalisiert. Weiterhin ist denkbar, dass die Messsignale in Rohform über die Schnittstelle an das übergeordnete System 21 analog oder digital übermittelt werden und zur besseren Kommunikation evtl. nur verstärkt werden. Die eigentliche Berechnung der Prozessgröße geschieht dann im übergeordneten System. Etwaige Mess- und Kennzahlen können wieder auf den Sensor 1 in die elektronische Schaltung 16 in den Speicher geschrieben werden. Auch sind Teillösungen denkbar: so kann etwa die Prozessgröße schon im Sensor 1 aus den Messdaten ermittelt werden, die Temperaturkompensation erfolgt aber im übergeordneten System 21. Das heißt, Teile der Aufgaben des übergeordneten Systems 21 werden von der übergeordnete Einheit 20 übernommen und umgekehrt.It is conceivable that the complete calculation in the sensor 1 , more precisely in the parent unit 20 , he follows. That is, the measurement signals are amplified, processed, charged and / or forwarded. In the case of a digital interface, the signals are additionally digitized. It is also conceivable that the measurement signals in raw form over the interface to the parent system 21 be transmitted in analog or digital form and possibly only be strengthened for better communication. The actual calculation of the process variable then happens in the higher-level system. Any measurements and key figures can be returned to the sensor 1 in the electronic circuit 16 be written in the memory. Partial solutions are also conceivable: for example, the process variable may already be in the sensor 1 be determined from the measured data, but the temperature compensation takes place in the higher-level system 21 , That is, parts of the tasks of the parent system 21 be from the parent unit 20 taken over and vice versa.

Selbstredend sind auch alle Kombinationen der genannten Ausführungsbeispiele möglich. So ist z. B. grundsätzlich immer eine kleine Kammer 3 möglich wie in 2 dargestellt, eine große Kammer (aus 1) mit einer kurzen Referenzelektrode 5 (aus 2) oder eine digitale Schnittstelle wie in 3 dargestellt. Auch kann ein Temperatursensor 7 in die elektronische Schaltung 16 integriert werden und die Messsignale der Elektroden 5, 6 sowie evtl. Temperatursensor 8 über eine analoge oder digitale Schnittstelle an ein angeschlossenes übergeordnetes System 21 weitergeleitet werden, wo sie verarbeitet, analysiert und/oder dargestellt werden.Of course, all combinations of the aforementioned embodiments are possible. So z. B. basically always a small chamber 3 possible as in 2 shown, a large chamber (off 1 ) with a short reference electrode 5 (out 2 ) or a digital interface as in 3 shown. Also, a temperature sensor 7 in the electronic circuit 16 be integrated and the measuring signals of the electrodes 5 . 6 as well as possibly temperature sensor 8th via an analog or digital interface to a connected higher-level system 21 where they are processed, analyzed and / or presented.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Sensorsensor
22
Gehäusecasing
33
Erste KammerFirst chamber
44
Zweite KammerSecond Chamber
55
Referenzelektrodereference electrode
66
Messelektrodemeasuring electrode
77
Temperatursensortemperature sensor
88th
Temperatursensortemperature sensor
99
Referenzelektrolytreference electrolyte
1010
Elektrolytelectrolyte
1111
AbleitsystemMetal lead
1212
AbleitsystemMetal lead
1313
Mediummedium
1414
Durchführungexecution
1515
Sensorisch wirksame KomponenteSensory effective component
1616
Elektronische SchaltungElectronic switch
1717
SensorsteckkopfSensor plug head
1818
ReferenzhalbzelleReference half-cell
1919
MesshalbzelleMeasuring half cell
2020
Übergeordnete EinheitParent unit
2121
Übergeordnetes SystemParent system

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102008055082 A1 [0011] DE 102008055082 A1 [0011]
  • EP 1172648 A1 [0036, 0038] EP 1172648 A1 [0036, 0038]

Claims (11)

Verfahren zur Bestimmung zumindest einer Prozessgröße eines Mediums (13) mittels eines elektrochemischen Sensors (1), umfassend zumindest eine Referenzhalbzelle (18), zumindest eine sensorisch wirksame Komponente (15), zumindest einen ersten Temperatursensor (8), dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzhalbzelle (18) zumindest ein zweiter Temperatursensor (7) zugeordnet ist, die Prozessgröße mit dem elektrochemischen Sensor (1) bestimmt wird, und wobei zumindest zwei von verschiedenen Temperatursensoren (7, 8) ermittelte Temperaturen bei der Bestimmung der Prozessgröße berücksichtigt werden.Method for determining at least one process variable of a medium ( 13 ) by means of an electrochemical sensor ( 1 ) comprising at least one reference half-cell ( 18 ), at least one sensory component ( 15 ), at least a first temperature sensor ( 8th ), characterized in that the reference half-cell ( 18 ) at least a second temperature sensor ( 7 ), the process variable with the electrochemical sensor ( 1 ), and wherein at least two of different temperature sensors ( 7 . 8th ) are taken into account in the determination of the process variable. Elektrochemischer Sensor (1) zur Bestimmung zumindest einer Prozessgröße eines Mediums (13), umfassend zumindest eine Referenzhalbzelle (18), zumindest eine sensorisch wirksame Komponente (15), zumindest einen ersten Temperatursensor (8), dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzhalbzelle (18) zumindest ein zweiter Temperatursensor (7) zugeordnet ist, wobei zumindest eine übergeordnete Einheit (20) vorgesehen ist, die so ausgestaltet ist, dass sie zur Bestimmung der Prozessgröße zumindest zwei von verschiedenen Temperatursensoren (7, 8) ermittelte Temperaturen berücksichtigt.Electrochemical sensor ( 1 ) for determining at least one process variable of a medium ( 13 ) comprising at least one reference half-cell ( 18 ), at least one sensory component ( 15 ), at least a first temperature sensor ( 8th ), characterized in that the reference half-cell ( 18 ) at least a second temperature sensor ( 7 ), wherein at least one higher-level unit ( 20 ), which is designed such that it can be used to determine the process variable at least two of different temperature sensors ( 7 . 8th ) taken into account temperatures. Elektrochemischer Sensor (1) nach Anspruch 2, wobei der zweite Temperatursensor (7) in oder an der Referenzhalbzelle (18) angeordnet ist.Electrochemical sensor ( 1 ) according to claim 2, wherein the second temperature sensor ( 7 ) in or at the reference half cell ( 18 ) is arranged. Elektrochemischer Sensor (1) nach Anspruch 2, wobei ein Sensorsteckkopf (17) am medienentfernten Ende des elektrochemischen Sensors (1) vorgesehen ist, und der zweite Temperatursensor (7) im Sensorsteckkopf (17) angeordnet ist.Electrochemical sensor ( 1 ) according to claim 2, wherein a sensor plug head ( 17 ) at the media-distal end of the electrochemical sensor ( 1 ), and the second temperature sensor ( 7 ) in the sensor plug head ( 17 ) is arranged. Elektrochemischer Sensor (1) nach Anspruch 2, wobei ein Sensorsteckkopf (17) am medienentfernten Ende des elektrochemischen Sensors (1) vorgesehen ist, wobei eine elektronische Schaltung (16) vorgesehen ist, die in dem Sensorsteckkopf (17) angeordnet ist, und der zweite Temperatursensor (7) in der elektronischen Schaltung (16) angeordnet ist.Electrochemical sensor ( 1 ) according to claim 2, wherein a sensor plug head ( 17 ) at the media-distal end of the electrochemical sensor ( 1 ) is provided, wherein an electronic circuit ( 16 ) provided in the sensor plug head ( 17 ), and the second temperature sensor ( 7 ) in the electronic circuit ( 16 ) is arranged. Elektrochemischer Sensor (1) nach Anspruch 5, wobei die zumindest eine übergeordnete Einheit (20) Teil der elektronischen Schaltung ist (16).Electrochemical sensor ( 1 ) according to claim 5, wherein the at least one higher-level unit ( 20 ) Is part of the electronic circuit ( 16 ). Elektrochemischer Sensor (1) nach zumindest einem Ansprüche 2, 4, 5, oder 6, wobei die zumindest eine übergeordnete Einheit (20) die Temperatur entlang der Referenzhalbzelle (18), insbesondere am medienseitigen Ende der Referenzhalbzelle (18), mit Hilfe der zumindest zwei Temperatursensoren (7, 8) und der Wärmeleitungsgleichung berechnet.Electrochemical sensor ( 1 ) according to at least one of claims 2, 4, 5 or 6, wherein the at least one higher-level unit ( 20 ) the temperature along the reference half cell ( 18 ), in particular at the media-side end of the reference half-cell ( 18 ), with the help of at least two temperature sensors ( 7 . 8th ) and the heat conduction equation. Elektrochemischer Sensor (1) nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei es sich bei der sensorisch wirksamen Komponente (15) um eine ionenselektive Membran, insbesondere eine pH-Glasmembran, um einen Halbleiter-Isolator-Schichtstapel, insbesondere einen ISFET oder um eine Metall- oder Metall/Metalloxid- oder eine nichtmetallische Redox-Elektrode, insbesondere eine Kohlenstoffelektrode, handelt.Electrochemical sensor ( 1 ) according to at least one of claims 2 to 7, wherein it is in the sensory active component ( 15 ) is an ion-selective membrane, in particular a pH glass membrane, a semiconductor-insulator layer stack, in particular an ISFET or a metal or metal / metal oxide or a non-metallic redox electrode, in particular a carbon electrode. Elektrochemischer Sensor (1) nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei die zumindest eine übergeordnete Einheit (20) die Prozessgröße über ein potentiometrisches oder amperometrisches Verfahren ermittelt.Electrochemical sensor ( 1 ) according to at least one of claims 2 to 8, wherein the at least one higher-level unit ( 20 ) determines the process variable via a potentiometric or amperometric method. Einstabmesskette umfassend den elektrochemischen Sensor (1) nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 9, wobei ein Gehäuse (2) vorgesehen ist, in dem mindestens eine Kammer (3) ausgebildet ist, wobei die Referenzhalbzelle (18) in der Kammer (3) angeordnet ist, wobei zumindest ein Referenzelektrolyt (9) in der Kammer (3) angeordnet ist, wobei die sensorisch wirksame Komponente (15) in Kontakt mit dem Medium (13) steht, wobei an der Referenzhalbzelle (18) ein erstes Ableitsystem (11) zum Ableiten eines Potentials der Referenzhalbzelle (18) vorgesehen ist, wobei der Referenzelektrolyt (9) das erste Ableitsystem (11) zumindest teilweise benetzt, wobei zumindest eine Durchführung (14) vorgesehen ist mittels derer der Referenzelektrolyt (9) mit einem das Gehäuse (2) umgebenden Medium (13), insbesondere einem Messmedium, in Kontakt steht, wobei an der sensorisch wirksamen Komponente (15) ein zweites Ableitsystem (12) zum Ableiten eines Potentials, wobei das zweite Ableitsystem (12) der sensorisch wirksamen Komponente (15) zugeordnet ist.Combination electrode comprising the electrochemical sensor ( 1 ) according to at least one of claims 2 to 9, wherein a housing ( 2 ) is provided, in which at least one chamber ( 3 ), wherein the reference half-cell ( 18 ) in the chamber ( 3 ), wherein at least one reference electrolyte ( nine ) in the chamber ( 3 ), wherein the sensory component ( 15 ) in contact with the medium ( 13 ), wherein at the reference half cell ( 18 ) a first delivery system ( 11 ) for deriving a potential of the reference half-cell ( 18 ), the reference electrolyte ( nine ) the first derivation system ( 11 ) at least partially wetted, wherein at least one implementation ( 14 ) is provided by means of which the reference electrolyte ( nine ) with a housing ( 2 ) surrounding medium ( 13 ), in particular a measuring medium, is in contact, wherein at the sensory component ( 15 ) a second delivery system ( 12 ) for deriving a potential, wherein the second derivation system ( 12 ) of the sensory component ( 15 ) assigned. Einstabmesskette nach Anspruch 10, wobei das erste Ableitsystem (11) und das zweite Ableitsystem (12) unterschiedlich lang sind.A combination electrode according to claim 10, wherein the first lead-off system ( 11 ) and the second delivery system ( 12 ) are different in length.
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