專利名稱：檢測酸堿度[pH]探測器是否破損的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及電化學探測器。特別是檢測電化學探測器。尤其是酸堿度(pH)探測器。是否已經(jīng)破損的新的和實用的方法及設(shè)備。
目前，可供使用的電化學探測器有許多品種。一般來說，他們包括專用的半電池。這些半電池暴露于電解質(zhì)中并與電連接上述電解質(zhì)的標準電池一起工作。設(shè)置探測半電池和標準電池之間電位變化的電路，以便產(chǎn)生表示電解質(zhì)的電化學性質(zhì)的指示信號。
然而，有時很難知道是否玻璃的pH電極已經(jīng)破損。因為電流輸出不一定隨破損而變化。當破損時，電極的輸出電位依賴于通過裂縫進入電極本體的試樣或標準溶液。在許多時候，破損的pH電極不能隨pH值的變化而變化。這是檢測到一個電極已經(jīng)破損的唯一方法。
同樣的問題也會發(fā)生在其他測量電極上。如氧化一還原電位計(ORP)和專用的離子電極。
本發(fā)明利用不同金屬在接觸電解質(zhì)時產(chǎn)生電位差的性質(zhì)。該電位差可通過與探測器一同使用的pH分析器而檢測到，以產(chǎn)生表示探測器破損的指示信號。另外，兩種貴金屬的鹽用來產(chǎn)生更穩(wěn)定的電壓和持續(xù)電流，如電池一樣。而且，在預料侵入破損的電極的溶液導電性不足，不能成為有效的電解質(zhì)的情況下。在電極裝置內(nèi)可設(shè)置一干鹽源。以提供所需的電解性質(zhì)。該干鹽利用進入破損的探測器壁的溶液的潮氣啟動電解電池。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種方法和設(shè)備。用來檢測是否電化學探測器已經(jīng)破損，特別是pH探測器是否破損。也就是說是否潮氣侵入電化學探測器的通常呈干燥封閉室的內(nèi)部。
本發(fā)明包括一檢測是否電解質(zhì)已侵入通常為干燥的封閉體內(nèi)部的潮氣探測器，它具有在該封閉體內(nèi)的相互隔開的第一和第二電極，該第一和第二電極由具有不同電位和活性的金屬元件構(gòu)成;連接到第一和第二電極上的電壓測量裝置。用來檢測第一和第二電極之間的電位。該電位表示潮氣進入上述封閉體，進而表示該封閉體的破裂。
下面將對照附圖詳細描述本發(fā)明

圖1為本發(fā)明第一個實施例的示圖;
圖2為類似于圖1的本發(fā)明第二實施例的示圖;
圖3為類似于圖1的本發(fā)明第三實施例的示圖;
圖4為典型的pH探測器的等效電路圖;
圖5為類似于圖4的本發(fā)明的探測器的等效電路圖;
圖6為類似于圖5的本發(fā)明另一實施例的等效電路圖。
參見附圖所示的本發(fā)明，它包括一種方法和設(shè)備，用來檢測是否pH或其他電化學探測器已經(jīng)破損。尤其是潮氣是否已經(jīng)侵入探測器內(nèi)部。
圖1為一最簡單的實施例。其中，一塊鋅帶或鋅線12電連接到連通半電池10的導體14上。半電池10位于玻璃電極20的玻璃泡16之內(nèi)。鋅帶的位置應(yīng)靠近與導體15電連接的銀線18。導體15與同軸纜線26連接。并連接到標號22所代表的標準電池上。這是第二個電極對并被置于一個室(未示出)中，通過一稱為“液體接口”的小孔與試樣溶液接觸。上述鋅和銀元件的安裝在某些電極中可以互換并仍可有效地指示探測器殼體24的破裂。半電池10由銀/氯化銀制成。
如果探測器殼體內(nèi)的導體14或15由鋅或某些其他活性金屬或銀或其他貴金屬構(gòu)成，增加其他金屬件則是多余的。除非需要將其中一金屬件置于緊靠另一金屬件的位置。
圖2表明的本發(fā)明實施例包括在與標準電極做電接觸的銀線18上的氯化銀涂層28。該涂層提供了更加可預測的和更穩(wěn)定的電位。這里，和圖1中相同的標號代表與圖1中相同或相似的部件。
圖3表示了在電極20的殼體24內(nèi)附加一塊浸鹽紙30，以增加侵入電極體內(nèi)的潮氣的導電性。所示的電極體內(nèi)的附加元件32表示了連接電化學對的另一種方法。附加元件32是一溫度探測元件。通常包括在探測器體內(nèi)，在本例中，鋅帶12與溫度探測器32的一端引線34相連。
任意兩個具有不同活性的導體都可用來檢測是否溶液已經(jīng)侵入探測器。產(chǎn)生的電位的數(shù)值由所選擇的材料決定。
本發(fā)明還可用來檢測是否水已經(jīng)侵入需要干燥環(huán)境的封閉的室。例如，它可用于在湖或海洋中進行水下測量的儀器中。本發(fā)明還可有效地用于抵抗鍋爐中水壓、蒸氣或加壓工作流體的密封的探測器中。電化學對可連接到兩附加金屬線上。該金屬線不與探測器電路連接。它們連接到附加的儀器上，如圖5中標號40代表的電壓計上，該電壓計的作用是檢測單個電化學對的電位或?qū)Χ鄠€電化學對進行多路傳輸。該電壓計還可具有多種輸出。使電化學對的狀態(tài)傳給數(shù)據(jù)收集和顯示設(shè)備。
另一種說明本發(fā)明的方式是通過采用現(xiàn)有的玻璃電極的pH探測器等效電路。圖4為典型的pH探測器的簡化等效電路。圖5為圖4中的pH探測器加上本發(fā)明的探測器破損檢測裝置。
在圖5中，只要鋅元件12處于干燥狀態(tài)。在較活潑的金屬;如銀/氯化銀電極28，和探測器其他金屬之間就維持一開路。潮氣會啟動由上述組合金屬結(jié)構(gòu)構(gòu)成的“電池”并克服圖4和圖5中部件10和22所產(chǎn)生的探測器電動勢。
可以在玻璃電極殼體內(nèi)加入一組件，以進行溫度探測。這通常用來提供分析器所需的數(shù)據(jù)，以修正指示器和反應(yīng)探測器溫度效應(yīng)以及待分析溶液pH值的輸出信號。在本發(fā)明的某些應(yīng)用中，可能需要將鋅元件或銀/氯化銀元件與溫度探測器連接，以在溫度探測器和標準電極之間提供一足夠的電流偏壓。分析器內(nèi)的電路會指示出如何連接電活性元件。圖6表示一種連接方法。其中，銀/氯化銀元件28連接到標準電極22上而鋅元件12連接到溫度探測器32的一端。其他元件的設(shè)置對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是容易辦到的。
如圖6所示，當鋅元件12周圍的干燥區(qū)變得潮濕時，在溫度探測器和標準電極之間產(chǎn)生一直流電動勢。它可以檢測到，以指示出探測器殼體的破損以及潮氣已侵入探測器。
權(quán)利要求
1.一種檢測是否電解質(zhì)已侵入通常為干燥的封閉體內(nèi)部的潮氣探測器，它包括在該封閉體內(nèi)的相互隔開的第一和第二電極，該第一和第二電極由具有不同電位和活性的金屬元件構(gòu)成；連接到第一和第二電極上的電壓測量裝置。用來檢測第一和第二電極之間的電位，該電位表示潮氣進入上述封閉體，進而表示該封閉體的破裂。
2.按照權(quán)利要求1的探測器，還包括在封閉體內(nèi)的干鹽源，以便當潮氣進入封閉體時產(chǎn)生一種電解質(zhì)。
3.按照權(quán)利要求1的探測器，其中，封閉體包括一電化學探測器的半電池，該探測器具有一探測電極和一標準電極，上述第一和第二電極之一連接到探測電極或其引線上。而另一電極則連接到標準電極或其引線上。
4.按照權(quán)利要求3的探測器，其中，第一和第二電極分別包括探測和標準電極的引線。
5.按照權(quán)利要求1的探測器，其中，封閉體包括一電化學探測器的半電池，該探測器具有一探測電極和一標準電極。上述第一和第二電極之一連接到探測器內(nèi)的另一組件上，而另一電極則連接到標準電極或其引線上?；蜻B至探測電極或其引線上。
6.按照權(quán)利要求3的探測器，其中，第一元件是由鋅制成。
7.按照權(quán)利要求6的探測器，其中，第一電極電連接到探測電極的引線上。
8.按照權(quán)利要求6的檢測器，它包括在封閉體內(nèi)的一溫度探測器，附加的引線裝置連接到溫度探測器上，第一電極電連接到附加引線裝置上。
9.按照權(quán)利要求8的探測器，其中，溫度探測器包括一在封閉體內(nèi)的浸鹽層。
10.按照權(quán)利要求6的探測器。其中，第二電極由銀制成。
11.按照權(quán)利要求2的探測器，它包括在封閉體內(nèi)表面上的浸鹽紙層，以便在封閉體內(nèi)提供一干鹽源。
12.按照權(quán)利要求1的探測器，其中，電壓測量裝置包括一電連接到第一和第二電極之間的電壓計。
13.按照權(quán)利要求12的探測器，其中，第一電極包括鋅而第二電極包括銀。
14.按照權(quán)利要求3的探測器。包括一連接到半電池上的第一引線和圍繞至少第一引線一部分延伸的同軸引線，第一電極為一鋅元件并電連接至第一引線上，而第二電極為一銀元件并連接到同軸引線上。
15.按照權(quán)利要求3的探測器。其中，電化學探測器包括一pH探測器。
16.一種檢測電化學探測器的封閉體是否破損的方法。其中，該探測器具有在封閉體內(nèi)的半電池，一與半電池相互進行電化學作用的標準電極和連接到半電池以及標準電極上的引線裝置。該方法包括在封閉體內(nèi)將第一和第二元件相隔而置。第一和第二元件由具有不同電位和活性的兩種金屬制成;測量第一和第二元件之間的電位，以便指示出是否潮氣已進入封閉體。
17.按照權(quán)利要求16的方法，包括在封閉體內(nèi)加入一鹽源，以便當潮氣進入封閉體時產(chǎn)生電解質(zhì)，進而在第一和第二元件之間產(chǎn)生一電動勢。
18.按照權(quán)利要求16的方法，包括將第一元件連接到與半電池相連的引線裝置的一部分上，而第二元件連接到與標準電極相連的引線裝置的一部分上。
19.按照權(quán)利要求16的方法，包括在封閉體內(nèi)設(shè)置一溫度探測器，將第一元件連接到溫度探測器上，將第二元件連接到引線裝置上。
20.按照權(quán)利要求16的方法，包括用鋅制成第一元件，用銀制成第二元件。
全文摘要
電化學探測器。如pH探測器的封閉體的破損由在封閉體內(nèi)相互隔開的一組元件來檢測。這些元件由具有不同電位和活性的金屬制成。當潮氣進入破損的封閉體時，在上述元件之間會產(chǎn)生一電動勢，它可用電壓計檢測到。其中一個元件最好由鋅制成，而另一元件由銀或銀加氯化銀涂層制成。在封閉體內(nèi)，上述元件呈帶或線狀。它們可以簡單地做為探測器半電池和標準電極的一部分。在封閉體內(nèi)可設(shè)置一鹽源，以便在潮氣進入時產(chǎn)生一電解質(zhì)。
文檔編號G01N27/36GK1053956SQ9010733
公開日1991年8月21日 申請日期1990年8月30日 優(yōu)先權(quán)日1990年2月9日
發(fā)明者泰德·R·巴本Ii, 克特·W·克雷斯特納 申請人:國際自動控制裝置金融公司