175998. lajstromszámú szabadalom • Gáz-szelektív érzékelő
3 175998 4 Hasonló hatást eredményez a potendometriás gáz-szelektív érzékelők esetében a mérőelektród belső, puffer-hatású oldatának megjelenése a szükségszerűen nyitott hordozócső elektródkupak alatt levő, kötési pontokat tartalmazó térrészletében. A másik élettartam rövidítő hatás az érzékelők üzemeltetésével van kapcsolatban. Az elektroanalitikai gáz-szelektív érzékelők egyik változatánál, az amperometriás érzékelőknél a mérőelektródot adott feszültséggel pl. —0,6 V-tal polarizálják, amelynek hatására a vonatkozási elektród vékony rétegű fém-összetevője pl. ezüst átalakul. Az átalakulás végeredményben az érzékelő funkcióképtelenségéhez vezet. Az ismert elektroanalidkai gáz-szelektív érzékelők további fogyatékossága, hogy viszonylag csak szűk hőmérséklet-tartományban (pl. 25—40 °C) használhatók mérések kivitelezésére. Ennek az a magyarázata, hogy a hőmérséklet növekedésének hatására az érzékelő testében elhelyezett oldat kiteljed, amelynek hatására a membrán pl. teflon, szilikongumi membrán a mérőelektród érzékelő-felületétől eltávolodik és nagymértékben pl. 5-10 perc megnő az érzékelő válaszideje. A hőmérséklet további növelésének hatására a membrán elszakad, és az érzékelő mérőképtelenné válik. Az ismert érzékelők elkészítése költséges és igen hosszadalmas. Az érzékelők előállítása ugyanis úgy történik, hogy a hordozó üvegtest végére felviszik a mérőelektród érzékelőjét pl. üvegmembránt vagy végébe beforrasztják a mérőelektródot pl. platina huzalt, majd ettől adott távolságra - a vonatkozási elektród kiképzése céljából — a hordozó üvegtest külső falába platina lemezt forrasztanak be, amelyet aranyoznak. Az arany bevonatra vékony rétegben ezüstöt választanak le, majd azt elektrolizissel kloridozzák. A mérőelektródot közvetlenül vagy pufferoldat segítségével közvetve csupasz fémvezetékkel, a vonatkozási elektródot közvetlenül ugyancsak csupasz fém vezetékkel látják el. A vezetékeket szigetelik és az Uvegtest végére ragasztott műanyag elektródkupak belsejében az elvezető kábel meleg és hideg vezetéseihez kötik. A kötési pontokat ugyancsak szigetelik. Az ismert érzékelők konstrukciós elvének fogyatékossága, hogy felhasználásukkal adott értéknél kisebb méretű érzékelőket nem lehet előállítani, így nem valósítható meg alkalmazásukkal in vivo használható érzékelők előállítása. Ennek oka az, hogy repedés veszélye nélkül tűzi úton a hordozó üvegcsőbe forrasztott érzékelő elektródtól csak meghatározott távolságra pl. 30-40 mm forrasztható be a vonatkozási elektród alapját képező platina lemez. A felsorolt hátrányok és fogyatékosságok elegendőek voltak arra, hogy az egyébként igényelt egyszerű méréstechnikát biztosító gáz-szelektív érzékelők a kívánt mértékig ne teijedjenek el a gyakorlatban. A találmány célja olyan konstrukció biztosítása, amellyel kialakított gáz-szelektív érzékelők a hőmérséklet változás hatását kompenzálják, az elektrolit oldat okozta átvezetés jelenségét kiküszöbölik, a vonatkozási elektród fém-összetevőjének átalakulását közömbössé teszik, ennélfogva élettartamuk az ismertekének többszöröse (néhány év). Szerkezetük egyszerű, működésük, gyártásuk gyors és lényegesen olcsóbb. Az érzékelők konstrukciója ugyanakkor olyan, hogy felhasználásával in vivo érzékelők is előállíthatok. A találmány gáz-szelektív elektroanalitikai érzékelő, amelynek meghatározója a műanyag záróelem (elektródkupak) szerepét is betöltő, a mérőelektród és a vonatkozási elektród befogadására alkalmas üreges, műanyag elektródtest, az elektródtestben elhelyezett, a mérőelektródot tartalmazó üveg hordozó-test és a vonatkozási elektród adott részletét magában foglaló, a hőmérséklet változás hatását kompenzáló, elasztikus, előnyösen szilikongumi alapú szigetelő-tömb, a szigetelő-tömb elektródokkal ellentétes oldalán az elektródtest üregében elhelyezkedő az elektródok csupasz vezetékeinek és árnyékolt kábel meleg és hideg vezetékeinek szigetelt kötési pontjai, továbbá az elektródtest falában elhelyezett, a vonatkozási elektróddal galvanikus kapcsolatot létesítő, elektrolit oldat áteresztésére alkalmas nyílás(ok). Az elektródtest a továbbiakban ismert módon van elhelyezve az érzékelő membránnal lezárt elektrolit oldattal feltöltött burkoló-testében. További előnyös kivitelnél, pl. viszonylag magas hőmérsékletű mérések megvalósítására hivatott kialakításnál az elektródtestben a szigetelő-tömb úgy van elhelyezve és a nyílás úgy van kialakítva, hogy a szigetelő-tömb, az elektródtest és az elektrolit oldat között az elektrolit oldat kiterjedését kompenzáló lég-zsák üreges test helyezkedik el. A felhasználás szempontjából előnyös kialakításnál, pl. in vivo méréseknél a membrán közvetlenül az elektródtest végével érintkezésben, azzal bontható kapcsolatban van elhelyezve és az elektródtest vonatkozási elektród befogadására kialakított, elektrolit ddat befogadására alkalmas térrészlete a mérőelektróddal galvanikus kapcsolatot létesítő, ugyancsak elektrolit oldat befogadására alkalmas vezetékkel van ellátva. Ennél a változatnál az érzékelő burkoló-testének kialakítása feleslegessé válik, mivel szerepét maga az elektródtest tölti be. Az 1. ábra a találmány szerinti potendometriás szén-dioxid-szelektív érzékelő példakénti kiviteli alakját ábrázolja, részben metszetben. A hidrogénion-érzékeny üvegből készült 1 mérőelektród üveg 2 hordozó-testhez van rögzítve. A 2 hordozó-test üregében kloridion-tartalmú, 3 pufferoldat helyezkedik el, amelybe ezüst-ezüst-klorid 4 másodfajú elektród merül, 2 hordozó-testet műanyag 5 elektródtest üregében elhelyezett, azt elektrolit oldat számára átjárhatatlan zárással 6 és 7 kamrára bontó szilikongumi alapú 8 szigetelő-tömb rögzíti úgy, hogy utóbbi 2 hordozó-test adott részletét magába foglalja. Az ezüst-ezüst-klorid huzal-spirál alakban kiképzett 9 vonatkozási elektród 8 szigetelő-tömb által rögzített módon ugyancsak az 5 elektródtest üregében van elhelyezve. 5 elektródtest 2 hordozó-test feletti 6 kamráját, továbbá az érzékelő műanyag 11 burkoló-testének üregét kloridion-tartalmú hidrogén-karbonát 10 elektrolit oldat tölti ki. 5 elektródtest és az érzékelő 11 burkoló-testének üregét 12 nyílás köti össze. 1 mérőelekt-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
