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3.2.3
Funktionsprinzip des pH::lyser und redo::lyser
Die Bestimmung des pH Wertes (logarithmische Aktivität der H
der Potentialdifferenz zwischen einer Referenzelektrode und der Messelektrode. Der schematische Aufbau einer derartigen
potentiometrischen Messung ist rechts unterhalb abgebildet.
Das gemessene Potential entspricht der Summe aller Potentialdifferenzen, die an den Phasengrenzen flüssig-flüssig bzw.
flüssig-fest ausgebildet werden. Idealerweise sind alle Potentialdifferenzen mit Ausnahme jener zwischen der Messlösung und
dem inneren Elektrolyt der Messelektrode konstant. Diese Potentialdifferenz U korreliert mit der Konzentration c der H
und kann mittels der Nernst'schen Gleichung beschrieben werden:
U = U
+ S * log (c)
0
pH = (U
– U) / S
0
Referenzelektrode
1
2
Messelektrode
Innere Ableitung
3
4
Innerer Elektrolyt
Membran
5
6
Potentialdifferenz U
Das Oxidations – Reduktions – Potential (ORP), auch Redoxpotential genannt, ist ein Maß für
die Tendenz des Messmediums Elektronen aufzunehmen oder abzugeben. Das ORP wird in
mV gemessen, wobei der Messwert nicht temperaturkompensiert ist. Bei positivem ORP Wert
hat das Messmedium die Tendenz zur Aufnahme von Elektronen (z.B. in chloriertem Wasser)
und oxidiert in ihm gelöste Substanzen. Bei negativem ORP Wert besteht die Tendenz des
Mediums zur Abgabe von Elektronen (z.B. Schwefelwasserstoff), daher werden gelöste
Substanzen reduziert.
Der Aufbau des redo::lyser ist mit jenem des pH::lyser vergleichbar, anstelle der pH Elektrode wird eine Platinelektrode verwendet.
Beim Eintauchen des Sensors in das Messmedium werden so viele Elektroden von der Platinelektrode aufgenommen oder
abgegeben, bis sich ein Potential gebildet hat, welches dem des Messmediums entspricht. Die Referenzelektode ist baugleich
mit jener, die für die pH Messung verwendet wird.
Die Referenzelektrode soll ein langzeitstabiles Potential liefern, das unabhängig von Temperatur und Messmedium ist. Die
typische Ag/AgCl-Variante besitzt einen KCl-Innenelektrolyt („single junction" Elektrode). Der Kontakt zwischen der Elektrode
und dem Messmedium wird über ein poröses Diaphragma hergestellt.
Beim pH::lyser / redo::lyser werden s.g. „double junction" Elektroden (Festkörperelektroden) verwendet. Dabei befindet sich
die eigentliche Referenzelektrode in einer ebenfalls mit einem Elektrolyt gefüllten äußeren Hülse, welche in Kontakt mit der
Messlösung steht. Da der Innenelektrolyt sein Potential nicht ändert, bleibt dieses konstant. Die Potentialdifferenz über die
Referenzschicht ist minimiert und konstant, da ein gleichmäßiger Austausch von Ionen gewährleistet wird. Bei der verwendeten
Festkörperelektrode wird kein poröses Diaphragma verwendet, was Langzeitstabilität und Wartungsfreiheit garantiert und
Probleme wie „Ausbluten" des Elektrolyten und Verunreinigung ausschließt.
3.2.4
Funktionsprinzip des condu::lyser
Allgemein wird die Leitfähigkeit aus dem elektrischen Widerstand berechnet, der zwischen zwei Elektroden gemessen wird.
Der condu::lyser ist mit zwei Elektroden zur Aussendung unterschiedlicher Ströme und zwei Elektroden zur Messung des
Spannungsverlustes, der durch das gemessene Medium verursacht wird, ausgestattet. Dieses 4 Elektroden Messprinzip
ermöglicht eine höhere Genauigkeit, speziell im höheren Messbereich und eine geringere Beeinflussung durch mögliche
Verunreinigung.
Da der gemessene Wert stark temperaturabhängig ist, wird die Leiffähigkeit vom Sensor entsprechend der aktuellen
Temperatur korrigiert. Die verwendete Referenztemperatur zur Werkskalibration der Messzelle ist 25°C, d.h. der angezeigte
Leitfähigkeitswert ist immer auf 25 °C bezogen.
S ...... temperaturabhängige Steilheit der Elektrode
U
...... konstante Spannung
0
Ionen in einer wässrigen Lösung) erfolgt durch Messung
+
www.s-can.at
sensors V1.1, 08-2017 Release
Ionen
+
1
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4
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