DE693276C - Vorrichtung zur Bestimmung des Saeuregrades in einer Halbpotentiometerschaltung mit selbsttaetigem Temperaturausgleich - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Bestimmung des Säuregrades in einer Halbpotentiometerschaltung mit selbsttätigem Temperaturausgleich Bei Betriebsmessungen von p-Werten, insbesondere bei piI-Regelungen und pR-Regi strierungen, mißt man vielfach die von der Elektrodenkette abgegebene Spannung mit dem Meßgerät direkt nach der Ausschlagsmethode. Hierfür sind Meßwerke von besonders großer Stromempfindlichkeit entwickelt worden, und die damit erzielbaren Meßergebnisse genügen in vielen Fällen den gestellten Genauigkeitsansprüchen.
• Nachteilig bei dieser Awsschlagsmethode ist nur, daß die erzielbare Genauigkeit von dem wirksamen W,iderstand der Meßlösung abhängt, der je nach der Zusammensetzung der Meßlösung sowie nach deren pWert und nach der Temperatur der Lösung verschienen ist, und daß ein selbsttätiger Temperaturausgleich sich nur schwer anbringen läßt.
• In den meisten Fällen will man bei Betriebsmessungen einen bestimmten pH-Wert überwachen oder regeln, und zwar mit möglichst großer Genauigkeit, wobei man bei den abweichenden pE-Werten geringe, durch den Widerstand der Meßlösung bedingte Fehler zuläßt. Besonders geeignet hierfür ist die Halbpotentiometerschaltung, da sich bei dieser die Fehler, - die durch Temperaturschwankungen der Meßlösung -entstehen, leicht durch in die Lösung eintauchende temperaturabhängige Widerstände selbsttätig aus gleichen lassen. Derartige Schaltungen und Anordnungen sind bereits bekannt. Das Wesen der Erfindung ist demgegenüber darin zu erblicken, daß der mechanische Nullpunkt des in pI-Einheiten geeichten Meßgerätes auf einen oder mehrere bestimmte Werte, z. B. PH =7, gelegt ist, so daß dieser oder diese Werte mit großer Genauigkeit nach der Kompensationsmethode und die abweichenden Werte haibpotentiometrisch gemessen werden, ferner die temperaturabhängigen Widerstände so abgestimmt sind, daß bei dem jeweils als mechanischen Nullpunkt gewählten poWert der Temperatureinfluß der Lösung völlig und bei den abweichenden Werten weitgehend beseitigt ist.
• Dabei werden die abweichenden p11-Werte noch viel genauer angezeigt, geregelt oder aufgezeichnet als bei der Ausschlagsmethode, weil sich der febierverursachende Widerstand der Meßlösung zumal bei den wenig abreichenden pH-Werten viel weniger auswirkt.
• Auch gegenüber den bekannten Kompensationsmethoden zur Messung des Säuregrades einer Lösung weist die Vorrichtung nach der Erfindung Vorteile auf, da der Temperaturausgleich völlig selbsttätig erfolgt, während bei ersteren eine Temperaturberichtigung durch Änderung einzelner Schaltungselemente, z. B. Nullpunktsverstellung von Hand, erforderlich ist, was naturgemäß hei einer fortdauernden tberwachung des Säuregrades nicht annehmbar ist.
• In Abb. I der Zeichnung ist die prinzipielle Schaltung dargestellt. Es bezeichnen a die Hilfsbatterie, b den Regelwiderstand zur Einregelung des Hilfsstromes, c den Kompensationswiderstand, d einen Vorwiderstand und e das Meßgerät, während j die Elektrode darstellt. Die Einrichtung für die Span- -nungskontrolle, die in an sich bekannter Weise vorgenommen wird, ist mcht angedeutet. Man kann die Spannungskontrdle so vorsehen, daß das gleichzeitig in pErEinheiten geeichte Meßgerät auf einen roten Strich ausschlägt, wenn die Meßspannung den richtigen Wert hat. Bei großen Genauigkeitsansprüchen kann man die Spannungskontrolle - auch unter Benutzung eines Weston-Normalelementes nach der Nullmethode ausführen, wobei das in prEinheiten geeichte Meßgerät gleichzeitig als Nullinstrument dient. Es kann hierfür aber auch ein zweites Meßwerk vorgesehen werden, das zusammen mit dem in p-Einheiten geeichten Meßgerät in ein gemeinsames Gehäuse eingebaut wird.
• Der selbsttätige Temperaturausgleich wird nun in der Weise erzielt, daß erfindungsgemäß entweder der Kompensationswider stand c oder der vor diesem liegende Vorwiderstand d aus temperaturabhängigem Material hergestellt und mit der Elektrode in die Meßlösung eingesetzt wird. Je nach der auszugleichenden Temperatur führt man dabei den gesamten oder nur einen Teil des Kompensationswiderstandes aus temperaturabhängigem Widerstandsmaterial mit positivem Temperaturkoeffizienten in die Meßlösung ein, oder man setzt den in die Meßlösung eintauchenden Teil aus temperaturabhängiges und temperaturunabhängigem Material in geeigneter Weise zusammen. In den Abb. 2, 3 und 4 sind diese Möglichkeiten dargestellt. Führt man den Vorwiderstand temperaturabhängig aus (Abb. s), so muß man ihn aus einem Material mit negativem Temperaturkoeffizienten herstellen. In der Praxis wird jedoch die erste Art häufiger angewendet werden, da sie leichter auszuführen ist.
• Liegen die Betriebsbedingungen so, daß man abwechselnd verschiedene Werte möglichst genau mit dem Anzeigegerät überwachen will oder daß man mit einem Mehrfachschreiber, Mehrfachregler oder mit umschaltbaren Anzeigegeräten an mehreren Meßstellen verschiedene voneinander abweichende Werte möglichst genau überwachen will, dann erhält das Meßgerät eine Skala, die in Abweichungen vom Sollwert eingeteilt ist, z. B. Pli-3-0-3 Abweichung vom Sollwert.
• Der mechanische Nullpunkt wird dann auf den Skalennullpunkt gelegt, und der Kompensationswiderstand erhält Anzapfungen für die verschiedenen Sollwerte, oder es werden für jeden Sollwert einzelne Kompensationswiderstände entsprechender Größe benutzt.
• Andererseits kann man den Kompensationswiderstand noch als mechanisch veränderlichen Widerstand mit einer Einteilung in p-Werten ausführen. Den selbsttätigen Temperaturausgleich erzielt man wieder in der Weise, daß man diese Kompensationswiderstände als auf die verschiedenen PH Werte abgestimmte Ausgleichsthermometer ausbildet und sie mit der Elektrodenkette in die Meßlösung einsetzt.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Vorrichtung zur Bestimmung des Säuregrades in einer Halbpotentiometerschaltung, bei der ein selbsttätiger. Temperaturausgleich durch in die Meßlösung eintauchende temperaturabhängige Widerstände erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der mechanische Nullpunkt des in prEinheiten geeichten Meßgerätes auf einen oder mehrere bestimmte pWerte, z. B. PH-7, gelegt ist, so daß dieser odet diese Werte mit großer Genauigkeit nach der Kompensationsmethode und die abweichenden Werte halbpotentiometrisch gemessen werden, ferner die temperaturabhängigen Widerstände so abgestimmt sind, daß bei dem jeweils als mechanischen Nullpunkt gewählten pl-Wert der Temperatureinfluß der Lösung völlig und bei den abweichenden Werten weitgehend beseitigt ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte oder nur ein Teil des Kompensationswiderstandes aus temperaturabhängigem Widerstandsmaterial mit positivem Temperaturkoeffizienten hergestellt und entsprechend mit der Elektrodenkette in die Meßlösung eingesetzt ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in die Meßlösung eingesetzte Teil des Kompensationswiderstandes aus temperaturabhängigem und temperaturunabhängigem Widerstandsmaterial besteht und zur Erzielung des richtigen Temperaturausgleichs in geeigneter Weise zusammengesetzt ist.
4. 4 Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vor dem Kompensat ionswiderstand liegende Vorwiderstand ganz oder teilweise aus einem temperaturabhängigen Material mit negativem Temperaturkoeffizienten hergestellt und als Ausgleichsthermometer in die Meßlösung eingesetzt ist.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Messen verschiedener Werte mit großer Genauigkeit das Meßgerät eine Skalenteilung in Abweichungen des Sollwertes enthält, z. B. pU3-o-3, und daß für die verschiedenen Soll werte der Kompensationswiderstand entsprechende Anzapfungen erhält oder als mechanisch veränderlicher, mit Einteilung in Werte versehener Widerstand ausgebildet ist, oder daß für die einzelnen pE-Sollwerte Kompensationswiderstände verschiedener Größe vorgesehen sind.