DE2805088A1

DE2805088A1 - MEASURING ELECTRODE FOR MEASURING IONS IN SOLUTIONS

Info

Publication number: DE2805088A1
Application number: DE19782805088
Authority: DE
Inventors: Werner Dr Ingold
Original assignee: Proton AG
Current assignee: Proton AG
Priority date: 1977-11-01
Filing date: 1978-02-07
Publication date: 1979-05-03
Also published as: CH620298A5; FR2407469B1; FR2407469A1; DE2805088C2

Description

PATENTANWÄLTE Möhlstraße 37 - 8000 MünchenPATENT LAWYERS Möhlstrasse 37 - 8000 Munich

* 7. Fet). 1978* 7th Fet). 1978

Proton AG, Zug (Schweiz) Proton AG, Zug (Switzerland)

Messelektrode zur Messung von Ionen in LösungenMeasuring electrode for measuring ions in solutions

Die Erfindung betrifft eine Messelektrode zur Messung von Ionen in Lösungen, mit einem Innenrohr zur Aufnahme einer Referenzlösung und eines elektrischen Leiters, wobei das Innenrohr von einer metallischen Abschirmung und einem Aussenrohr umgeben ist, ferner mit einem den Innenraum nach unten abschliessenden, ein ionenselektives Organ enthaltenden Elektrodenfuss und mit einem oberen, zum Anschluss des Leiters dienenden Elektrodenkopf.The invention relates to a measuring electrode for measuring ions in solutions, with an inner tube for receiving a reference solution and an electrical conductor, the inner tube being surrounded by a metallic shield and an outer tube, furthermore with an electrode foot, which closes off the interior space at the bottom and contains an ion-selective organ, and with a upper electrode head used to connect the conductor.

Eine Messelektrode der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der CH-PS 491 382 bekannt. Diese Messelektrode weist ein Innenrohr auf, das nach oben und unten offen ist und durch eineA measuring electrode of the type mentioned at the beginning is known from CH-PS 491 382, for example. This measuring electrode has a Inner tube that is open at the top and bottom and through a

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querliegende Trennwand unterteilt ist, wobei der Leiter abdichtend durch die Trennwand geführt ist und im oberen Raum des Innenrohres zu einem Wendel geformt ist, der mit einem Stift des Elektrodenkopfes in leitender Verbindung steht. Ueber das Innenrohr ist eine Metallhülse gestülpt, die sich nach unten an einem Wulst des Innenrohres abstützt. Das Aussenrohr ist über die metallische Hülse geschoben und trägt am oberen Ende den aufgeschraubten Elektrodenkopf. Der Elektrodenfuss ist mit dem Aussenrohr verschraubt, wobei sich das Innenrohr an einer unteren Dichtung im Elektrodenfuss dichtend abstützt. Durch Pestschrauben des Elektrodenkopfes wird das Innenrohr über die Metallhülse an der Dichtung im Elektrodenfuss zur Anlage gebracht.transverse partition is divided, the conductor sealing is guided through the partition and is shaped into a helix in the upper space of the inner tube, which is connected to a pin of the Electrode head is in conductive connection. About the inner tube a metal sleeve is put over, which is supported downwards on a bead of the inner tube. The outer tube is about the metallic sleeve and carries the screwed-on electrode head at the upper end. The electrode base is with the outer tube screwed, whereby the inner tube is sealingly supported on a lower seal in the electrode base. By plague screws of the electrode head, the inner tube is brought into contact with the seal in the electrode base via the metal sleeve.

Diese bekannte Elektrode besitzt einen sehr komplizierten Aufbau und ist dadurch kostspielig, störanfällig und umständlich zu handhaben. So ist beispielsweise das Innenrohr durch die innenliegende Trennwand ein teurer Bauteil und der wendeiförmige Leiterteil kann bei ungeschickter Montage oder Verformung zu Kontaktstörungen mit dem Stift des Elektrodenkopfes führen. Beim Auswechseln des ionenselektiven Organs muss der Elektroden fuss vom Aussenrohr abgeschraubt werden, wodurch auch der Halt zwischen Innenrohr, Metallhülse und Aussenrohr verloren geht, üeberdies liegt der Raum zwischen dem Innenrohr, der Metallhülse und dem Aussenrohr frei, so dass die Referenzlösung mit gros ser Sorgfalt ausgewechselt werden muss, damit nicht Teile der Referenzlösung in den Raum zwischen dem Innenrohr und der Metallhülse gelangen, was zu Störungen der Messelektrode führen kann. Der Zusammenbau der Messelektrode ist umständlich und muss mit grosser Sorgfalt durchgeführt werden, da ein unrichtiges Verspannen des Innenrohres gegenüber dem Aussenrohr mittels des aufschraubbaren Elektrodenkopfes zu Undichtheiten führen kann, die zu Fehlfunktionen der Messelektrode Anlass geben.This known electrode has a very complicated structure and is therefore expensive, prone to failure and cumbersome to handle. For example, the inner tube is an expensive component due to the internal partition wall and the helical one The conductor part can lead to contact problems with the pin of the electrode head if it is improperly installed or deformed. When replacing the ion-selective organ, the electrode base must be unscrewed from the outer tube, which also makes the hold between the inner pipe, metal sleeve and outer pipe is lost, moreover the space lies between the inner pipe, the metal sleeve and the outer tube free, so that the reference solution with gros must be replaced with great care so that parts of the reference solution do not get into the space between the inner tube and the metal sleeve which can lead to faults in the measuring electrode. The assembly of the measuring electrode is cumbersome and must be carried out with great care, as incorrect bracing of the inner pipe with respect to the outer pipe by means of of the screw-on electrode head can lead to leaks, which lead to malfunctions of the measuring electrode.

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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Messelektrode der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass sie einen einfacheren Aufbau aufweist und damit billiger ist und sich durch einfachere Handhabung und grössere Betriebssicherheit auszeichnet.The object of the invention is to improve a measuring electrode of the type mentioned at the beginning in such a way that it has a simpler structure has and is therefore cheaper and is characterized by easier handling and greater operational reliability.

Die eingangs genannte Messelektrode ist nun erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrodenfuss direkt mit dem Innenrohr abdichtend verbunden ist.The above-mentioned measuring electrode is now in accordance with the invention characterized in that the electrode base is directly connected to the inner tube in a sealing manner.

Dadurch, dass der Elektrodenfuss direkt mit dem Innenrohr abdichtend verbunden ist, bilden das Innenrohr und der Elektrodenfuss allein ein geschlossenes Gebilde. Insbesondere entfällt ein Verspannen des Elektrodenfusses über das Aussenrohr, den Elektrodenkopf, die metallische Abschirmung und das Innenrohr. Die metallische Abschirmung, das Aussenrohr und der Elektrodenkopf können damit unabhängig von der Befestigung des Elektrodenfusses gestaltet werden. So ist es möglich, das Innenrohr, die metallische Abschirmung, das Aussenrohr und den Elektrodenkopf fest miteinander zu verbinden, und den Leiter direkt bis in den Elektrodenkopf zu führen. Dies gestattet nicht nur einen besonders einfachen Aufbau der Messelektrode, sondern erhöht auch die Betriebssicherheit, da Kontaktstellen im Leiter entfallen. Ausserdem ist es möglich, das Innenrohr, die metallische Abschirmung und das Aussenrohr im Bereich des Elektrodenfusses abdichtend miteinander zu verbinden, so dass keine Gefahr mehr besteht, dass Referenzlösung zwischen dem Innenrohr und dem Aussenrohr an die metallische Abschirmung gelangt. Damit wird das Auswechseln der Referenzlösung und des ionenselektiven Organs wesentlich vereinfacht und betriebssicher, da der Elektrodenfuss lediglich vom Innenrohr abgenommen und wieder aufgesetzt werden muss. Weitere Teile der Messelektrode sind dabei nicht zu handhaben.Because the electrode base is directly sealed with the inner tube is connected, the inner tube and the electrode foot alone form a closed structure. In particular, it does not apply tensioning of the electrode base over the outer tube, the electrode head, the metallic shield and the Inner tube. The metallic shield, the outer tube and the electrode head can thus be used independently of the fastening of the electrode base. So it is possible to use the inner tube, the metallic shield, the outer tube and the To connect the electrode head firmly together, and to lead the conductor directly into the electrode head. This does not allow only a particularly simple construction of the measuring electrode, but also increases operational reliability, since contact points are in the conductor omitted. It is also possible to use the inner tube, the metallic To connect the shielding and the outer tube to one another in a sealing manner in the area of the electrode foot, so that there is no danger there is more that reference solution between the inner tube and the Outer tube reaches the metallic shield. This enables the replacement of the reference solution and the ion-selective organ significantly simplified and operationally reliable, since the electrode base is only removed from the inner tube and then again must be put on. No other parts of the measuring electrode need to be handled.

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Eine besonders vorteilhafte Ausführung ergibt sich, wenn das Innenrohr am unteren Ende abdichtend und fest mit dem Aussenrohr verbunden, vorzugsweise verschweisst ist. Hierzu enthält das Innenrohr zweckmassigerweise am unteren Ende einen radial vorstehenden Plansch, auf dem die untere Stirnseite des Aussenrohres aufsteht. Das Innenrohr und das Aussenrohr können aus Glas bestehen, vorzugsweise sind sie jedoch aus Kunststoff gefertigt. A particularly advantageous embodiment is obtained when the inner tube is sealingly and firmly attached to the outer tube at the lower end connected, preferably welded. For this purpose, the inner tube expediently contains a radial one at the lower end protruding puddle on which the lower face of the outer tube gets up. The inner tube and the outer tube can be made of glass, but they are preferably made of plastic.

Die Abschirmung kann eine Metallhülse sein, vorzugsweise besteht sie jedoch aus einer äusseren Beschichtung des Innenrohses, die beispielsweise durch Aufdampfen einer Metallschicht hergestellt sein kann. /The shield can be a metal sleeve, but preferably it consists of an outer coating of the inner tube, which can be produced, for example, by vapor deposition of a metal layer. /

Der Elektrodenfuss kann als Ueberwurfkappe ausgebildet sein und einen entsprechenden Teil des Innenrohres übergreifen. Vorzugsweise ist der Elektrodenfuss jedoch in das Innenrohr eingesetzt. Dabei kann die Verbindung zwischen dem Elektrodenfuss und dem Innenrohr bajonettartig gestaltet sein. Vorteilhafterweise ist jedoch der Elektrodenfuss mit dem Innenrohr verschraubt.The electrode foot can be designed as a cap and overlap a corresponding part of the inner tube. However, the electrode foot is preferably inserted into the inner tube. The connection between the electrode base and the inner tube can be designed like a bayonet. Is advantageous however, the electrode base is screwed to the inner tube.

Das ionenselektive Organ ist vorteilhafterweise in einer abgestuften Durchgangsöffnung im Elektrodenfuss eingesetzt und abgedichtet. Dabei kann sich das ionenselektive Organ an dem Absatz der Durchgangsöffnung abstützen. Ein zweckmassigerweise in der Wandung der Durchgangsöffnung angeordneter Dichtungsring dient einerseits zur Befestigung des ionenselektiven Organs und andererseits zur Abdichtung.The ion-selective organ is advantageously in a graded one Through opening in the electrode base inserted and sealed. The ion-selective organ can be supported on the shoulder of the passage opening. A convenient one Sealing ring arranged in the wall of the through opening serves on the one hand to fasten the ion-selective organ and on the other hand for sealing.

Obwohl das Innenrohr am oberen Ende eine angeformte, als Durchführung für den Leiter dienende Wand aufweisen kann, ist es einfacher, am oberen Ende einen als Durchführung für den Leiter dienenden Pfropfen anzuordnen, der vorzugsweise aus Silikonkautschuk besteht. Ein solcher Pfropfen weist vorteilhafterweise einen den Innenquerschnitt des Innenrohres ausfüllenden Un-Although the inner tube can have an integrally formed wall serving as a passage for the conductor at the upper end it is easier to have one at the top than a lead through for the ladder to arrange serving plug, which is preferably made of silicone rubber. Such a plug advantageously has an un-

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terteil und einen verjüngten Oberteil auf, wobei der Raum zwischen dem verjüngten Oberteil und dem Innenrohr mit einer Klebemasse, vorzugsweise einer Silikonklebemasse, ausgefüllt ist. Dies ermöglicht eine besonders einfache Herstellung und einen einfachen Abschluss des Innenrohres und der Durchführung des Leiters.part and a tapered top part, with the space between the tapered upper part and the inner tube is filled with an adhesive, preferably a silicone adhesive. This enables a particularly simple production and a simple closure of the inner tube and the implementation of the Head.

Der Elektrodenkopf ist vorzugsweise kappenartig ausgebildet und mit dem Aussenrohr fest verbunden, vorzugsweise verklebt. Dabei weist der Elektrodenkopf zweckmässigerweise eine das Aussenrohr übergreifende Metallkappe auf, die mit der metallischen Abschirmung in leitender Verbindung steht. Hierzu ist die metallische Abschirmung am oberen Ende des Innenrohres vorzugsweise über dessen Stirnseite geführt.The electrode head is preferably designed like a cap and firmly connected, preferably glued, to the outer tube. Included if the electrode head expediently has a metal cap which overlaps the outer tube and which is connected to the metallic shield is in a leading position. For this purpose, the metallic shield at the upper end of the inner tube is preferably over the latter Front side out.

Der Elektrodenkopf kann direkt mit einer Ableitung verbunden sein. Vorzugsweise ist der Elektrodenkopf jedoch als Teil einer Kupplung ausgebildet. Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung des Elektrodenkopfes als Stecker einer Koaxialkupplung..The electrode head can be connected directly to a lead. Preferably, however, the electrode head is as part of a Coupling formed. It is particularly advantageous to design the electrode head as a plug of a coaxial coupling.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Messelektrode ist anhand der Zeichnung näher beschrieben, in der die Messelektrode im Längsschnitt gezeigt ist.A preferred embodiment of the measuring electrode according to the invention is described in more detail with reference to the drawing, in which the measuring electrode is shown in longitudinal section.

Die dargestellte Messelektrode zur Messung von Ionen in Lösungen weist ein Innenrohr 1 zur Aufnahme einer Referenzlösung und eines elektrischen Leiters 2 auf. Das Innenrohr ist auf der Aussenseite mit einer aufgedampften-metallischen Abschirmung" 5 versehen und von einem dicht anliegenden Aussenrohr 4 umgeben- Das untere Ende des Innenrohres 1 ist durch einen eingeschraubten Elektrodenfuss 5 abgeschlossen, der ein ionenselektives Organ 6 enthält. Am oberen Ende der Messelektrode ist ein Elektrodenkopf 7 angeordnet.The illustrated measuring electrode for measuring ions in solutions has an inner tube 1 for receiving a reference solution and one electrical conductor 2 on. The inner tube is provided with a vapor-deposited metallic shield "5" on the outside and surrounded by a tightly fitting outer tube 4. The lower end of the inner tube 1 is screwed in by a Electrode foot 5 completed, which contains an ion-selective organ 6. There is an electrode head at the upper end of the measuring electrode 7 arranged.

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Das vorzugsweise aus Kunststoff bestehende Innenrohr 1 weist an seinem unteren Ende einen radial vorstehenden Flansch 8 auf, auf dem sich die untere Stirnseite des vorzugsweise ebenfalls aus Kunststoff bestehenden Aussenrohres 4 abstützt. An der Stossstel-Ie 9 sind das Innenrohr und das Aussenrohr 4 fest miteinander verbunden, vorzugsweise miteinander verschweisst, so dass das Innenrohr 1 und das Aussenrohr 4 eine Einheit bilden.The inner tube 1, which is preferably made of plastic, has a radially projecting flange 8 at its lower end which the lower end face of the outer tube 4, which is preferably also made of plastic, is supported. At the pusher Ie 9, the inner tube and the outer tube 4 are firmly connected to one another, preferably welded to one another, so that the inner tube 1 and the outer tube 4 form a unit.

Das Innenrohr 1 enthält am unteren Endabschnitt ein Innengewinde 10, in das der mit einem Aussengewinde 11 versehene Elektrodenfuss 5 eingeschraubt ist. Der Elektrodenfuss 5 bestitzt einen Absatz 12, auf dem ein Dichtring 13 angeordnet ist, der gegen die untere Stirnseite des Innenrohres 1 abdichtend anliegt.The inner tube 1 contains an internal thread 10 at the lower end section, into which the electrode base provided with an external thread 11 5 is screwed in. The electrode base 5 has a shoulder 12 on which a sealing ring 13 is arranged, which against the the lower end face of the inner tube 1 rests in a sealing manner.

Der Elektrodenfuss 5 besitzt eine Durchgangsöffnung 14, die über eine Stufe 15 in einen erweiterten Teil 16 übergeht, in dem das ionenselektive Organ 6 eingesetzt ist. Im erweiterten Teil 16 ist in einer Ringnut 17 ein Dichtungsring 18 eingelegt, der einerseits zur Halterung des ionenselektiven Organs 6 und andererseits zur Abdichtung desselben dient.The electrode base 5 has a through opening 14 which merges via a step 15 into an enlarged part 16 in which the ion-selective organ 6 is used. In the enlarged part 16, a sealing ring 18 is inserted in an annular groove 17, on the one hand serves to hold the ion-selective organ 6 and, on the other hand, to seal it.

Das obere Ende des Innenrohres 1 ist mittels eines Pfropfens 19 aus Silikonkautschuk abgedichtet. Dieser Pfropfen besitzt einen den Innenquerschnitt des Innenrohres ausfüllenden Unterteil 20 und einen verjüngten Oberteil 21, wobei der Raum zwischen dem verjüngten Oberteil 21 und dem Innenrohr mit einer Klebemasse 22, vorzugsweise einer Silikonklebemasse, ausgefüllt ist. Der Pfropfen dient zum Abschluss des Innenraumes des Innenrohres und zur Durchführung des Leiters 2.The upper end of the inner tube 1 is secured by means of a plug 19 sealed from silicone rubber. This plug has a lower part 20 that fills the inner cross-section of the inner tube and a tapered top part 21, the space between the tapered top part 21 and the inner tube being coated with an adhesive 22, preferably a silicone adhesive, is filled. The plug serves to close the interior of the inner tube and for carrying out the conductor 2.

Den oberen Abschluss der Messelektrode bildet der Elektrodenkopf 7, der vorzugsweise als Stecker einer Koaxialkupplung ausgebildet ist. Der Elektrodenkopf 7 enthält eine das Aussenrohr übergreifende Metallkappe 23, die mit dem Aussenrohr fest ver-The electrode head forms the upper end of the measuring electrode 7, which is preferably designed as a plug of a coaxial coupling. The electrode head 7 contains an outer tube overlapping metal cap 23, which is firmly connected to the outer tube

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bunden ist, vorzugsweise verklebt ist« Diese Metallkappe 23 steht in elektrischer Verbindung mit der Abschirmung 3· Hierzu ist diese Abschirmung über die obere Stirnseite des Innenrohres 1 geführt, an der die Metallkappe 23 anliegt. Die Metallkappe ist von einer äusseren Isolierhülse 24 umgeben. Die Metallkappe 23 weist einen oberen Steckerteil 25 für den Aussenleiter auf. Der Steckerteil 25 enthält eine Ausnehmung 26, in der eine Isolierhülse 27 eingesetzt ist, die den durch eine Oeffnung 28 der Metallkappe 23 geführten Oberteil 21 des Pfropfens 19 aufnimmt. Ferner ist in die Isolierhülse 27 der Steckerteil 29 für den Innenleiter der Koaxialkupplung eingesetzt. Der Leiter 2 der Elektrode ist in diesen Steckerteil 29 geführt und mit diesem leitend verbunden.This metal cap 23 is in electrical connection with the shield 3 for this purpose this shield is passed over the upper end face of the inner tube 1, on which the metal cap 23 rests. The metal cap is surrounded by an outer insulating sleeve 24. The metal cap 23 has an upper plug part 25 for the outer conductor. The plug part 25 contains a recess 26 in which an insulating sleeve 27 is inserted, which through an opening 28 of the Metal cap 23 guided upper part 21 of the plug 19 receives. Furthermore, in the insulating sleeve 27 of the plug part 29 for the Inner conductor of the coaxial coupling used. The conductor 2 of the electrode is guided into this plug part 29 and with it conductively connected.

Die dargestellte Messelektrode zeichnet sich durch einen ausserordentlich einfachen Aufbau aus und lässt sich dementsprechend wirtschaftlich herstellen. Ferner ist sie einfach zu handhaben, da zum Auswechseln des ionenselektiven Organs bzw. der Referenzlösung lediglich der Elektrodenfuss abgeschraubt werden muss. Die Gefahr des Eindringens von Referenzlösung in die Abschirmung ist nicht gegeben. Ferner gewährleistet der bis zum Stecker teil durchgehende Leiter eine stets einwandfreie elektrische Verbindung.The measuring electrode shown is characterized by an extraordinary simple structure and can accordingly be produced economically. It is also easy to use, because to change the ion-selective organ or the reference solution, only the electrode base has to be unscrewed. There is no risk of reference solution penetrating the shielding. Furthermore, the guarantees up to the connector partly continuous conductors always a perfect electrical connection.

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Claims

1. Measuring electrode for measuring ions in solutions, with a Inner tube for holding a reference solution and an electrical one Conductor, the inner tube being surrounded by a metallic shield and an outer tube, furthermore with a the inner space closes off at the bottom, an electrode base containing an ion-selective organ and with an upper, for connecting the conductor serving electrode head, characterized in that the electrode base (5) directly with the Inner tube (1) is sealingly connected.

2. Measuring electrode according to at least one of claims 1 to 14, characterized in that the inner tube (1) at the lower End sealingly and firmly connected to the outer tube (4), preferably welded, is.

3. Measuring electrode according to at least one of claims 1 to 14, characterized in that the inner tube (1) at the lower The end has a radially protruding surface (8) on which the lower end face of the outer tube (4) rests.

4. Measuring electrode according to at least one of claims 1 to 14, characterized in that the shield (3) consists of a, preferably vapor-deposited metal coating of the inner tube (1).

5. Measuring electrode according to at least one of claims 1 to 14, characterized in that the inner tube (1) and the outer tube (4) are made of plastic.

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6. Measuring electrode according to at least one of claims 1 to 14, characterized in that the electrode base (5) in the
Inner tube (1) is inserted.

7. measuring electrode according to at least one of claims 1 to 14, characterized in that the electrode base (5) is screwed to the inner tube (1).

8. measuring electrode according to at least one of claims 1 to 14, characterized in that the electrode base is connected to the inner tube in a bayonet-like manner.

9. Measuring electrode according to at least one of claims 1 to 14, characterized in that the ion-selective organ (6)
is inserted into a stepped through opening (14) in the electrode base (5) and sealed.

10. Measuring electrode according to at least one of claims 1 to 14, characterized in that the inner tube (1) at the top
The end is sealingly closed by means of a plug (19) which serves as a passage for the conductor and which is preferably made of silicone rubber.

11. Measuring electrode according to at least one of claims 1 to 14, characterized in that the plug (19) has one
Has the inner cross-section of the inner tube (1) filling the lower part (20) and a tapered upper part (21), the space between the tapered upper part (21) and the inner tube (1) being filled with an adhesive (22), preferably silicone adhesive .

12. Measuring electrode according to at least one of claims 1 to 14, characterized in that the electrode head (7) cap

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shaped like and firmly connected to the outer tube (4), preferably glued, is.

13. Measuring electrode according to at least one of claims 1 to 14, characterized in that the electrode head (7) has a Outer tube (4) has overlapping metal cap (23), which with the, preferably over the end face of the inner tube (1) guided, metallic shield (3) is in conductive connection.

14. Measuring electrode according to at least one of claims 1 to 13, characterized in that the electrode head (7) as part (25,29), preferably a plug of a coaxial coupling, is formed.

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