專利名稱:電化學(xué)傳感器的制作方法
本發(fā)明是一種電化學(xué)測(cè)量裝置，特別是一種用于在線測(cè)量PH值、氧化還原電位值等電化學(xué)參數(shù)的電化學(xué)傳感器。
在工藝流程中，經(jīng)常需要采用電化學(xué)傳感器，在線測(cè)量所在體系的電化學(xué)參數(shù)。例如測(cè)量PH值，氧化還原電位值，選擇性離子活度等。傳統(tǒng)的方法是以指示電極和參比電極組成測(cè)量電池，安裝在探頭體內(nèi)，構(gòu)成電化學(xué)傳感器，并浸入待測(cè)的體系中，國(guó)內(nèi)外用于工藝流程的PH傳感器多數(shù)采用這種結(jié)構(gòu)形式。
中國(guó)實(shí)用新型專利85204611公開(kāi)了一種由指示電極、參比電極和葉輪組件等構(gòu)成的、可實(shí)現(xiàn)指示電極表面連續(xù)自清洗的電化學(xué)傳感器。在這種裝置中，指示電極和參比電極都安裝在探頭體內(nèi)，再經(jīng)探頭體的上端與金屬支承管螺紋連結(jié)。這種裝置在諸如發(fā)酵過(guò)程的PH值在線測(cè)量中取得了很好的效果，但也存在的弊病首先是，探頭體的材料選用聚砜、聚碳酸酯等工程塑料。這些材料內(nèi)部應(yīng)力分布不很均勻；另一方面，這些材料與支承管及指示電極的金屬材料的熱膨脹系數(shù)不同。這樣，在諸如發(fā)酵工藝140℃左右高溫蒸汽的作用下，或者因內(nèi)部應(yīng)力釋放，或者因體積膨脹，往往造成探頭體材料的破裂，使測(cè)量無(wú)法正常進(jìn)行。其次，指示電極及參比電極都采用圓柱形，以環(huán)形密封圈側(cè)壓密封，在外力擠壓下，參比電極的聚四氟乙烯桿身也易變形。這樣，就會(huì)導(dǎo)致漏液，染菌等事故。第三，這種密封方式不便于電極的安裝和更換。
本發(fā)明的目的是，取消傳統(tǒng)的工程塑料探頭體，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，密封可靠，安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，適于在高溫體系中使用的新型電化學(xué)傳感器。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，在支承管的側(cè)邊，焊接上或粘結(jié)上同種材料的側(cè)管，將帶有凸緣的指示電極固定其上，在支承管的底部，采用類似的方法，安裝帶有凸緣的參比電極。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
附圖1是本發(fā)明的組裝結(jié)構(gòu)示意圖。其中［10］是指示電極部分，［20］是溫度補(bǔ)償元件部分，［30］是參比電極部分。
附圖2是本發(fā)明各部件的分立結(jié)構(gòu)示意圖。其中［40］是支承管，由金屬或工程塑料管材構(gòu)成，［16］是正側(cè)管，它與支承管［40］為同種材料，并焊于其上或粘接其上。［14］是指示電極其外層以帶有凸緣［14a］的絕緣材料包復(fù)，壓緊螺母［13］將該指示電極［14］緊固在正側(cè)管［16］中，復(fù)將環(huán)形密封圈［15］擠壓在指示電極凸緣［14a］和正側(cè)管［16］的內(nèi)沿［16a］之間，起著密封作用，指示電極［14］的引線經(jīng)支承管［40］引到傳感器上端的接線柱上。葉輪［12］上嵌有刮片［12a］，小軸［11］穿過(guò)葉輪［12］，以螺紋連結(jié)在指示電極［14］的內(nèi)襯套上。在工藝流程液流的驅(qū)動(dòng)下，葉輪［12］繞小軸［11］旋轉(zhuǎn)，使刮片［12a］不斷清洗指示電極［14］的端面。
［21］是帶有溫度補(bǔ)償元件的金屬套管，它被壓緊螺母［22］緊固在斜側(cè)管［25］中，襯套［23］ 斜側(cè)管內(nèi)沿［25a］和密封圈［24］起著固定和密封的作用。
裝在金屬套管［21］內(nèi)的溫度補(bǔ)償元件，優(yōu)先選用的元件有鉑電阻、銅電阻、熱敏電阻、熱敏二極管等。溫度補(bǔ)償元件的引線經(jīng)過(guò)支承管［40］直接引到傳感器上端的接線柱上。
［32］是桿身上帶有凸緣［32a］的參比電極，壓緊螺母［34］經(jīng)壓圈［33］將參比電極［32］緊固在支承管［40］的下端。密封圈［31］被擠壓在參比電極的凸緣［32a］和支承管［40］的內(nèi)沿［40a］之間，起著密封作用。參比電極［32］上的引線經(jīng)支承管［40］直接引到傳感器上端的接線柱上。
上述支承管［40］、正側(cè)管［16］、斜側(cè)管［25］應(yīng)采用同種金屬材料。優(yōu)先選用的金屬材料有不銹鋼、碳鋼、鈦、鋁、銅，或采用同種工程塑料，優(yōu)先選用的工程塑料有聚丙烯、聚氯乙烯、聚砜、聚碳酸酯、環(huán)氧玻璃鋼等。
壓緊螺母［13］、［22］、［34］的材料，可以是與支承管［40］、正側(cè)管［16］、斜側(cè)管［25］相同的金屬材料；也可以是耐較高溫度的工程塑料，如玻璃鋼、聚砜、聚四氟乙烯、聚碳酸酯等。
本發(fā)明，不僅適合于以金屬銻為指示電極的傳感器，而且適合于以其它多種金屬為指示電極的傳感器。例如可適合于鉍電極、鎢電極、鉬電極、鉑電極、銥電極、金電極等。
本發(fā)明經(jīng)適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)后，也適用于帶有機(jī)械清洗裝置的電化學(xué)傳感器。
本發(fā)明從根本上解決了工程塑料探頭體在高溫下破裂的問(wèn)題，密封方式簡(jiǎn)便可靠，能有效地解決了工藝流程中液體的泄漏問(wèn)題；因?yàn)殡姌O安裝方法便于電極的更換，從而有利于現(xiàn)場(chǎng)的維護(hù)，操作。而且本發(fā)明使結(jié)構(gòu)緊湊，靈便和結(jié)實(shí)耐用。
本發(fā)明用于抗生素發(fā)酵工藝中時(shí)。傳感器借助法蘭盤，固定在發(fā)酵罐的側(cè)壁，在接近140℃的高溫蒸汽作用下，傳感器密封良好。在連續(xù)的PH在線測(cè)量中，傳感器性能穩(wěn)定，可靠。使用壽命長(zhǎng)。
權(quán)利要求
1.一種電化學(xué)傳感器，由指示電極[14]，參比電極[32]和葉輪[12]等構(gòu)成，其特征是，正側(cè)管[16]直接焊接或粘結(jié)在支承管[40]上，指示電極[14]的外層帶有凸緣[14a]，參比電極桿身上帶有凸緣[32a]，凸緣[14a]在壓緊螺母[13]的作用下，將環(huán)形密封圈[15]擠壓在指示電極凸緣[14a]和正側(cè)管[16]的內(nèi)沿[16a]之間，凸緣[32a]在壓緊螺母[34]和壓圈[33]的作用下，將密封圈[31]擠壓在參比電極凸緣[32a]和支承管[40]的內(nèi)沿[40a]之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所說(shuō)的電化學(xué)傳感器，特征是支承管［40］和正側(cè)管［16］采用同種金屬材料，優(yōu)先選用的金屬材料有不銹鋼、碳鋼、鈦、鋁、銅或同種工程材料，優(yōu)先選用的工程塑料有聚丙烯、聚氯乙烯、聚砜、聚碳酸酯、環(huán)氧玻璃鋼。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所說(shuō)的電化學(xué)傳感器，特征是壓緊螺母［13］和壓緊螺母［34］的材料，可以是與支承管［40］相同的金屬材料，也可以是玻璃鋼、聚砜、聚四氟乙烯、聚碳酸酯等工程塑料。
專利摘要
一種電化學(xué)傳感器，它能用于在線測(cè)量工藝流程電化學(xué)參數(shù)，其特征是，取消了工程塑料探頭體，并采用了具有凸緣的電極結(jié)構(gòu)，電極或其它元件通過(guò)側(cè)管或下端管口直接與支承管相接。這種結(jié)構(gòu)使傳感器的密封更為可靠，更能適合于在高溫體系中應(yīng)用。
文檔編號(hào)G01D5/00GK87208727SQ87208727
公開(kāi)日1988年4月13日 申請(qǐng)日期1987年6月4日
發(fā)明者王彬, 吳源陶, 周一, 施國(guó)治 申請(qǐng)人:核工業(yè)部北京第五研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan