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1. (WO2017137346) ELECTROCHEMICAL SENSOR AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
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Patentansprüche

1. Elektrochemischer Sensor umfassend

eine Anschlusselektrode (1) mit einer metallischen Ableitelektrode (3) als metallische Festableitung, und

eine auf die Ableitelektrode (3) aufgebrachte, pH-sensitive Glasmembran (4) aus Lithium- Silikatglas,

dadurch gekennzeichnet, dass

die metallische Ableitelektrode (3) auf ihrer Außenseite einen Kon- taktbereich (K) aus einem Kontaktmetall aufweist, das einwertige

Metall-Kationen bildet, und

die Glasmembran (4) mit den einwertigen Metall-Kationen aus dem Kontaktbereich (K) der Ableitelektrode (3) derart dotiert ist, dass sich ein definiertes Sensorpotential ausbildet.

2. Elektrochemischer Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktmetall der Ableitelektrode (3) aus Kupfer besteht.

3. Elektrochemischer Sensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Ableitelektrode (3) auf einen Schaft (2) vorzugsweise aus einem Stahlwerkstoff, der Anschlusselektrode (1) aufgebracht ist.

4. Elektrochemischer Sensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Ableitelektrode (3) selbst die Anschlusselektrode (1) bildet.

Elektrochemischer Sensor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktmetall der Ableitelektrode (3), das Lithium-Silikatglas der Glasmembran (4) und gegebenenfalls der Stahlwerkstoff des Schaftes (2) in ihren Wärmeausdehnungskoeffizienten aneinander angepasst sind.

Elektrochemischer Sensor nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusselektrode (3) außerhalb der Glasmembran (4) mit einer Isolierung versehen ist.

Elektrochemischer Sensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierung aus einer Emailschicht (6) besteht, mit der die Glasmembran (4) randseitig über einen dichten Glas-Emailkontakt (12) verbunden ist.

Verfahren zur Herstellung eines elektrochemischen Sensors nach einem der vorgenannten Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

Bereitstellen einer metallischen Anschlusselektrode (1), vorzugsweise eines Schaftes (2) aus einem Stahlwerkstoff, mit einer Ableitelektrode (3), die auf ihrer Außenseite einen Kontaktbereich (K) aus einem einwertige Metall-Kationen bildenden Kontaktmetall, vorzugsweise Kupfer, aufweist,

Aufbringen des Lithium-Silikatglases in schmelzflüssigem Zustand auf den Kontaktbereich (K) zur Bildung der pH-sensitiven Glasmembran (4),

Abkühlung der Anschlusselektroden-Glasmembran-Anordnung, sowie

Dotierung der Glasmembran (4) mit den einwertigen Metall- Kationen aus dem Kontaktmetall vor, während oder nach dem Abkühlen der Anschlusselektroden-Glasmembran-Anordnung.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Lithium-Silikatglas bei einer Schmelztemperatur von 1000 bis 1200°C aufgebracht wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Ableitelektrode (3) durch gleichmäßig verteiltes Aufschmelzen von Lithium- Silikatglas als Glasmembran (4) beschichtet wird.

1 1. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Ableitelektrode (3) durch Tauchen in eine Schmelze von Lithium- Silikatglas mit der Glasmembran (4) beschichtet wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 1 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschichtungsvorgang mit dem Lithium- Silikatglas innerhalb einer maximalen Zeit von 5 Minuten erfolgt.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anhaftung des geschmolzenen Lithium-Silikatglases an den Kontaktbereich (K) für die Glasmembran (4) die Anschlusselektro- de (1) auf eine Temperatur von vorzugsweise 800 bis 1050°C erhitzt wird.

14. Verfahren mindestens nach Anspruch 1 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dotierung der Glasmembran (4) mit den Metallionen, vor- zugsweise Kupferionen, während des Tauchens in die Schmelze von Lithium-Silikatglas erfolgt.

15. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Dotierung der Glasmembran (4) durch Anlegen einer

Spannung in der Größenordnung von max. +100 V an die Ableitelektrode (3) in einem Temperaturbereich zwischen Umgebungstemperatur und einer erhöhten Temperatur von maximal 300°C erfolgt oder unterstützt wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusselektrode (1) außerhalb der Glasmembran (4) auf ihrer Außenseite mit einer Isolierung versehen wird, die vorzugsweise aus einer Emailschicht (6) besteht, mit der die Glasmembran (4) randseitig über einen dichten Glas-Emailkontakt (12) verbunden wird.