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DE1598990C - Immersion electrode arrangement for measuring the electrical conductivity of electrically inhomogeneous liquids - Google Patents

Immersion electrode arrangement for measuring the electrical conductivity of electrically inhomogeneous liquids

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Publication number
DE1598990C
DE1598990C DE1598990C DE 1598990 C DE1598990 C DE 1598990C DE 1598990 C DE1598990 C DE 1598990C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electrodes
immersion
electrode
measuring
voltage
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Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
Other languages
German (de)
Inventor
Otto Dipl.-Phys. Dr.rer. nat. 6729 Wörth. GOIr 31-26 Maurer
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.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Publication date

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Description

3 43 4

verbundene Befestigungsvorrichtung für ein starres entsprechend abgestufter Kegelstumpf 9 aus Isolieroder flexibles Rohr zur Aufnahme der Zuleitung material eingeführt, der als Druckstück für die als vorgesehen sind. Eine Elektrodenanordnung dieser Kontaktmittel benützten Schraubenfedern 10,11,12 Ausführungsart kann einfach und sehr robust auf- und 13 dient, die sich einerseits auf den Elektroden, gebaut werden. Reinigung und Wartung des zylinder- 5 andererseits auf den Stufenschultern des Kegelstumpförmigen Elektrodenkörpers mit seiner glatten fes abstützen und die mittels in achsparallelen Boh-Außenfläche kann schnell und einfach vorgenommen rungen 14 des Kegelstumpfes 9 geführten Leitungen werden. Durch Verwendung eines starren oder mit den an dessen Oberseite 15 befindlichen Anflexiblen Rohres zur Aufnahme der Leitungen kann Schlüssen 16 verbunden sind. Die Schraubenfeder 13 die Elektrodenanordnung in erheblicher Entfernung 10 besteht nur aus einer einzigen Windung. Die Leivon der übrigen Meßeinrichtung zum Einsatz ge- tungen, die von den Anschlüssen 16 zur eigentlichen langen. Eine Pumpe und ein gesonderter Meßkreis- Meßeinrichtung gehen, sind in dem Rohr 17 geführt, lauf sind nicht mehr nötig. welches an einem mit Innen- und Außengewinde ver-connected fastening device for a rigid, correspondingly stepped truncated cone 9 made of insulating or flexible tube for receiving the supply material introduced as a pressure piece for the are provided. An electrode arrangement of this contact means used coil springs 10, 11, 12 Design can be simple and very robust on and 13 is used, which is on the one hand on the electrodes, be built. Cleaning and maintenance of the cylinder 5 on the other hand on the step shoulders of the truncated cone Support the electrode body with its smooth fes and the by means of the axially parallel Boh outer surface can quickly and easily made stanchions 14 of the truncated cone 9 guided lines will. By using a rigid one or with the flexible one located on its upper side 15 The pipe for receiving the lines can be 16 connected. The coil spring 13 the electrode arrangement at a considerable distance 10 consists of only a single turn. The Leivon the rest of the measuring device were used, those from the connections 16 to the actual long. A pump and a separate measuring circuit measuring device are guided in the pipe 17, run are no longer necessary. which is connected to one with internal and external thread

Um das Streufeld, das sich zwischen den beiden sehenen Fortsatz 18 der Elektrode 1 derart befestigtAround the stray field that is attached between the two extensions 18 of the electrode 1 that are seen in this way

stromzuführenden Elektroden in der sie umgebenden 15 ist, daß eine auf das Außengewinde passende Über-current-feeding electrodes in the surrounding 15 is that a fitting on the external thread over-

Flüssigkeit ausbildet in seiner räumlichen Ausdeh- wurfmutter 19 das Ende des Rohres 17 an der oberenIn its spatial expansion nut 19, liquid forms the end of the tube 17 at the top

nung möglichst klein zu halten und damit eine mög- Kante des Fortsatzes 18 festklemmt. Das Innenge-To keep the voltage as small as possible and thus clamp a possible edge of the extension 18. The interior

Iiche Beeinflussung des Streufeldes und damit der winde des Fortsatzes 18 dient zum Einschrauben desIiche influencing the stray field and thus the winds of the extension 18 is used to screw in the

Meßgenauigkeit durch in der Nähe liegende Wandteil Kegelstumpfes 9, wodurch je nach EinschraubtiefeMeasurement accuracy due to the nearby wall part of the truncated cone 9, which depends on the screw-in depth

des Behälters od. dgl. zu verringern, ist weiterhin vor- 20 der Kontaktdruck der Kontaktfedera 10,11,12 undof the container or the like, the contact pressure of the contact springs 10, 11, 12 and

gesehen, daß die Stromzuführung an den beiden in- 13 eingestellt werden kann. Weil es bei der Messungseen that the power supply on the two in 13 can be adjusted. Because it's when measuring

neren Elektroden geschieht, wodurch die räumliche der Leitfähigkeit notwendig ist, den TemperaturgangNeren electrodes happens, whereby the spatial conductivity is necessary, the temperature drift

Ausdehnung des Streufeldes und damit die Gefahr der zu messenden Flüssigkeit mit zu berücksichtigen,Expansion of the stray field and thus the risk of the liquid to be measured must also be taken into account,

einer störenden Beeinflussung reduziert wird. An den ist der erforderliche Temperaturfühler möglichst ina disruptive influence is reduced. If possible, the required temperature sensor is in

äußeren Elektroden wird gemäß dem Hauptpatent 25 der Nähe der Elektroden anzubringen. Dieser Forde-According to the main patent 25, outer electrodes are to be attached in the vicinity of the electrodes. This Ford-

die Meßspannung abgegriffen. Ein sich aus dieser rung ist bei dem beschriebenen Ausführungsbeispielthe measuring voltage tapped. One result of this tion is in the embodiment described

Anordnung ergebender weiterer Vorteil ist die Mög- dadurch nachgekommen, daß der TemperaturfühlerAnother advantage resulting from the arrangement is the fact that the temperature sensor

lichkeit der Verwendung von großflächigen Span- 22 in einer axialen Bohrung 20 des Kegelstumpfs 9possibility of using large-area chip 22 in an axial bore 20 of the truncated cone 9

nungsableitelektroden, die unempfindlicher gegen geführt ist und mit seinem aktiven Teil in einenvoltage collector electrode, which is less sensitive to and with its active part in one

mechanische Verschmutzungen und Polarisationser- 30 fingerartigen, koaxialen Fortsatz 21 der Elektrode 4mechanical contamination and polarization finger-like, coaxial extension 21 of the electrode 4

scheinungen sind, als die bekannten Spannungselek- hineinragt. Die Passung der beiden ineinander ge-appearances as the well-known voltage elec- tric protrudes. The fit of the two

troden mit sehr kleiner Oberfläche. steckten Teile 21 und 22 ist so gewählt, daß ein mög-trod with a very small surface. inserted parts 21 and 22 is chosen so that a possible

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der liehst guter Wärmeübergang stattfindet. Auf denOne embodiment of the invention is in which good heat transfer takes place. On the

Figur dargestellt und im nachfolgenden beschrieben. Fortsatz 21 ist ein Abschlußteil 23 aus gut wärrae-Figure shown and described below. Extension 21 is a terminating part 23 made of good heat

Die Eintauchelektrodenanordnung besteht aus 35 leitendem Isolationsmaterial aufgeschraubt, welches einem zylindrischen Körper, der aus den vier Elek- formmäßig den zylinderförmigen Körper der Eintroden 1,2,3 und 4 und den dazwischen liegenden tauchelektrodenanordnung vervollständigt und gleich-Zwischenstücken 5, 6 und 7 besteht. Elektroden wie zeitig als Stoßschutz dient. Auf Grund der gewählten Zwischenstücke sind ringscheibenförmig ausgebildet Schaltungsart, nämlich Stromzuführung über die bei- und besitzen den gleichen Außendurchmesser, wohin- 40 den inneren Elektroden 2 und 3 und Spannungsgegen die Innendurchmesser der Ringscheiben abge- messer an den beiden äußeren Elektroden 1 und 4, stuft sind. Elektrode 1 und Zwischenstück 5, Elek- können die ringscheibenförmigen Elektroden alle von trode 2 und Zwischenstück 6, Elektrode 3 und Zwi- annähernd gleicher Dicke sein, was neben den bereits schenstück 7 haben jeweils den gleichen Innendurch- genannten einen herstellungstechnischen Vorteil bemesser. Zusammengesetzt ergibt sich in dem zylinder- 45 deutet. Ein weiterer Vorteil dieses Aufbaus ist darin förmigen Körper ein Innenraum 8 in der Form eines zu sehen, daß die Zwischenstücke 5,6,7 aus Hartabgestuften Kegelstumpfes, wobei die blanken Flä- gummi hergestellt und mit den Elektroden 1,2,3 chen der Elektroden jeweils die Schultern der Stufen und 4 durch Vulkanisation verbunden werden bilden. In diesem abgestuften Innenraum 8 ist ein können.The immersion electrode assembly consists of conductive insulating material screwed on, which a cylindrical body, which is made up of the four electrodes, in terms of shape, the cylindrical body of the Eintrodes 1, 2, 3 and 4 and the immersion electrode arrangement in between, complete and equal spacers 5, 6 and 7. Electrodes as used as shock protection. Due to the chosen Intermediate pieces are designed in the shape of an annular disk. and have the same outer diameter as the inner electrodes 2 and 3 and voltage counter the inner diameter of the ring disks measured on the two outer electrodes 1 and 4, levels are. Electrode 1 and intermediate piece 5, the annular disk-shaped electrodes can all of trode 2 and intermediate piece 6, electrode 3 and Zwi- be approximately the same thickness, which in addition to the already Interchangeable pieces 7 each have the same inner diameter as a manufacturing advantage. Put together results in the cylinder 45 indicates. Another advantage of this setup is in it shaped body to see an interior space 8 in the form of one that the spacers 5,6,7 from hard-graded Truncated cone, with the bare rubber made and with the electrodes 1,2,3 Chen of the electrodes, the shoulders of the steps and 4 are connected by vulcanization form. In this stepped interior 8 is a can.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (8)

1 2 spruch 7, dadurch gekennzeichnet; daß der Patentansprüche: koaxiale Fortsatz (21) mit Außengewinde zur Aufnahme eines aus gut wärmeleitendem Isola-1 2 claim 7, characterized; that the claims: coaxial extension (21) with external thread for receiving an insulating material with good thermal conductivity 1. Eintauchelektrodenanordnung zum Messen tionsmaterial bestehenden Abschlußteil (23) verder elektrischen Leitfähigkeit elektrisch inhomo- 5 sehen ist.1. Immersion electrode assembly for measuring tion material existing terminating part (23) verder electrical conductivity is electrically inhomo- 5 see. gener Flüssigkeiten mit vier räumlich hinterein- 9. Eintauchelektrodenanordnung nach Anander angeordneten Elektroden, von denen zwei spruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, zum Zuführen des Meßstromes (Stromelektroden) daß die ringscheibenförmigen Zwischenstücke und zwei zum Abnehmen der Meßspannung (S, 6, 7) aus Hartgummi und mit den Elektroden (Spannungselektroden) dienen, wobei die Strom- io (1,2,3,4) mittels Vulkanisation verbunden sind, elektroden innen und die Spannungselektroden
außen liegen nach Patent 1 258 973, gekennzeichnet durch ringscheibenförmig ausgebildete Elektroden (1,2,3,4), die mit ringscheibenförmig ausgebildeten Zwischenstücken 15
(5,6,7) aus Isoliermaterial einen vorzugsweise
gener liquids with four electrodes arranged spatially one behind the other, two of which are claim 1 or the following, characterized in that for supplying the measuring current (current electrodes) the annular disc-shaped spacers and two for taking off the measuring voltage (S, 6, 7) Made of hard rubber and used with the electrodes (voltage electrodes), the current io (1,2,3,4) being connected by means of vulcanization, electrodes inside and the voltage electrodes
on the outside are, according to Patent 1,258,973, characterized by electrodes (1, 2, 3, 4) designed in the shape of an annular disc, which are provided with intermediate pieces 15 in the form of an annular disc
(5,6,7) of insulating material one preferably
zylindrischen Körper bilden, wobei in dem durch Das Hauptpatent I 258 973 betrifft eine Eintauch-form a cylindrical body, in which the main patent I 258 973 relates to an immersion die inneren öffnungen der Elektroden der Zwi- elektrodenanordnung zum Messen der elektrischenthe inner openings of the electrodes of the dual electrode arrangement for measuring the electrical schenstücke gebildeten Raum (8) Mittel zur Kon- Leitfähigkeit elektrisch inhomogener Flüssigkeitenbetween pieces formed space (8) means for con-conductivity of electrically inhomogeneous liquids taktierung der Elektroden angeordnet sind und 20 mit vier räumlich hintereinander angeordneten Elek-clocking of the electrodes are arranged and 20 with four spatially arranged one behind the other ein mit der untersten Elektrode (4) verbundenes troden, von denen zwei zum Zuführen des Meßstromsone electrode connected to the lowest electrode (4), two of which are used to supply the measuring current zylinderförmig isolierendes Abschlußteil (23), so- (Stromelektroden) und zwei zum Abnehmen derMeß-cylindrical insulating end part (23), so- (current electrodes) and two for removing the measuring wie eine mit der oberen Elektrode (1) verbundene spannung (Spannungselektroden) dienen und bei derserve as a voltage (voltage electrodes) connected to the upper electrode (1) and in the Befestigungsvorrichtung für ein starres oder die Stromelektroden innen, die SpannungselektrodenFixing device for a rigid or the current electrodes inside, the voltage electrodes flexibles Rohr zur Aufnahme der Zuleitung vor- 25 außen liegen. Die Eintauchelektrodenanordnung istflexible tube for receiving the supply line are in front of 25. The immersion electrode assembly is gesehen sind. als sogenannte Streufeldelektrode ausgeführt.are seen. designed as a so-called stray field electrode.
2. Eintauchelektrodenanordnung nach An- Es sind Eintauchelektrodenanordnungen bekannt, spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ring- die rohrförmig ausgebildet sind und bei denen die scheibenförmigen Elektroden (1,2, 3,4) von an- vier Elektroden in das Innere des Rohres hineinragen, nähernd gleicher Dicke sind. 30 wobei die beiden äußeren Elektroden eine größere2. Immersion electrode arrangement according to There are immersion electrode arrangements known, Claim 1, characterized in that the ring-shaped are tubular and where the disc-shaped electrodes (1, 2, 3, 4) protrude from four electrodes into the interior of the pipe, are approximately the same thickness. 30 with the two outer electrodes a larger one 3. Eintauchelektrodenanordnung nach An- Oberfläche aufweisen und mit einem konstanten spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die inne- Strom gespeist werden, den ein Stromkonstanthalter, ren öffnungen der Elektroden (1,2,3,4) und der z. B. eine Spannungsquelle mit sehr großem .Innen-Zwischenstücke (5,6,7) sich so erweitern, daß in widerstand liefert. Mit den beiden inneren Elektroden dem zylindrischen Körper ein Innenraum (8) mit 35 wird der auf der Meßstrecke innerhalb der das Rohr drei Stufen entsteht, wobei die Schultern der Stu- durchströmenden Flüssigkeit auftretende Spannungsfen von den Elektroden gebildet werden. abfall gemessen, der dem Flüssigkeitswiderstand pro-3. Immersion electrode arrangement according to surface and having a constant claim 1, characterized in that the inne- current are fed, the current constant holder, Ren openings of the electrodes (1, 2, 3, 4) and the z. B. a voltage source with a very large .Inner spacers (5, 6, 7) expand so that in resistance delivers. With the two inner electrodes, the cylindrical body creates an interior space (8) with 35 which is created on the measuring section within the three stages of the tube, the shoulders of the liquid flowing through the tube being created by the electrodes. measured drop, which corresponds to the fluid resistance 4. Eintauchelektrodenanordnung nach An- portional ist. Um den Spannungsabfall möglichst gespruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den nau zu messen, ist es notwendig, die für die Spanabgestuften Innenraum (8) des zylindrischen Kör- 40 nungsmessung verwendeten Elektroden nach Mögpers ein entsprechend abgestufter Kegelstumpf lichkeit angenähert punkt- oder linienförmig auszu-(9) aus Isoliermaterial eingeführt ist. bilden, wodurch sie jedoch wieder störanfällig gegen4. Immersion electrode arrangement according to proportional. To reduce the voltage drop as possible 3, characterized in that to measure in the nau, it is necessary for the chip graded Interior (8) of the cylindrical grain size measurement electrodes used according to Mögpers a correspondingly graded truncated cone approximated point or line shape (9) is introduced from insulating material. form, which makes them, however, susceptible to failure again 5. Eintauchelektrodenanordnung nach An- Verschmutzungen u. dgl. werden. Die Reinigung solspruch 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß eher rohrförmiger Eintauchelektrodenanordnungen die Kontaktmittel aus Schraubenfedern (10,11, 45 ist schwierig, da sie zu diesem Zwecke aus der Rohr-12,13) bestehen, die sich einerseits auf den Elek- ■ leitung ausgebaut werden müssen. Sollen Flüssigtroden, andererseits auf den Stufenschultern des . keiten, die sich in Gerinnen, Behältern od. dgl. be-Kegelstumpfs (9) abstützen und die mittels in finden, gemessen werden, so ist es bei Verwendung achsparallelen Bohrungen des Kegelstumpfs (9) der bekannten rohrförmigen Meßstrecken nötig, einen geführten Leitungen (14) mit den an dessen Ober- 5° von einer Pumpe gespeisten Meßkreis zu schaffen, seite befindlichen Anschlüssen (16) verbunden Aufgabe der Erfindung ist, eine Eintauchelektrosind. denanordnung der eingangs genannten Art zu schaf-5. Immersion electrode arrangement after contamination and the like. The cleaning solspruch 1, 3 and 4, characterized in that rather tubular immersion electrode assemblies, the contact means of helical springs (10,11, 4 5 is difficult because for this purpose they consist of the tube 12,13), which are on the one hand on the Electrical line ■ must be dismantled. Should liquid trodes, on the other hand, be placed on the step shoulders of the. that are supported in channels, containers or the like. 14) connected to the measuring circuit fed by a pump at the top 5 °, the connections (16) located on the side. The object of the invention is to provide an immersion electrical system. the arrangement of the type mentioned above to create 6. Eintauchelektrodenanordnung nach An- fen, insbesondere zur Verwendung in Gerinnen oder spruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, Behältern, welche die oben angegebenen Nachteile daß die oberste Elektrode (1) ein mit Außen- und 55 nicht aufweist. Der Erfindung liegt der Gedanke zuInnengewinde versehenen Fortsatz (18) aufweist, gründe, den Gegenstand des Hauptpatents so auszudessen Innengewinde zur Befestigung des Kegel- bilden, daß er von der zu messenden· Flüssigkeit Stumpfs (9) und dessen Außengewinde in Ver- außen umströmt wird. Eine solche Eintauchelektrobindung mit einer Überwurfmutter (19) zur Be- denanordnung ist erfindungsgemäß gekennzeichnet festigung des starren oder flexiblen Rohres (17) 6o durch ringscheibenförmig ausgebildete Elektroden,, zur Aufnahme der Zuleitungen dient. die mit ringscheibenförmig ausgebildeten Zwischen-6. Immersion electrode arrangement according to Anfen, in particular for use in channels or claim 1 or the following, characterized in that containers which have the above-mentioned disadvantages that the top electrode (1) with an outer and 55 does not have. The invention is based on the idea of an internally threaded extension (18), which is why the subject of the main patent should be designed to form internal threads for fastening the cone, so that the liquid to be measured stump (9) and its external thread flow around it . Such an immersion electrical connection with a union nut (19) for the arrangement of the ends is characterized according to the invention. the with annular disc-shaped intermediate 7. Eintauchelektrodenanordnung nach An- stücken aus Isoliermaterial einen vorzugsweise zylinspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegel- drischen Körper bilden, wobei in dem durch die innestumpf(9) zur Aufnahme eines Temperaturfüh- ren öffnungen der Elektroden und der Zwischenlers (22) eine axiale Bohrung aufweist, die sich 6S stücke gebildeten Raum Mittel zur Kontaktierung der bis in einen koaxialen Fortsatz (21) an der Unter- Elektroden angeordnet sind und ein mit der untersten seite der untersten Elektrode (4) erstreckt. Elektrode verbundenes zylinderförmigcs isolierendes7. Immersion electrode arrangement according to pieces of insulating material, a preferably cylindrical claim 4, characterized in that the conical body forms, in which through the inner truncated (9) for receiving a temperature guide openings of the electrodes and the intermediate (22) has axial bore, the 6 S pieces formed space means for contacting the up to a coaxial extension (21) are arranged on the lower electrodes and extends with the lowest side of the lowermost electrode (4). Electrode connected cylindrical insulative 8. Eintauchelcktrodenanordnung nach An- Abschlußteil, sowie eine mit der oberen Elektrode8. Immersion electrode arrangement after the connection part, as well as one with the upper electrode

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