Die Messung des Spannungsabfalls an der Kathode bei der Elektrolyse zur Herstellung von Primäraluminium ist ein bekanntes Kontrollverfahren zur Messung des Zustands von Graphitkathodenblöcken.
Die Messung des Kathodenspannungsabfalls liefert wertvolle Informationen über den Zustand der Kathode im Betrieb. Die genaue Messung dieses Parameters ermöglicht es, die Betriebsspannung zu optimieren und eine kontinuierliche Überwachung von Abweichungen vom normalen Prozessverlauf zu organisieren, z. B. ein übermäßiges Ansteigen der Leiste an den Kathodenblöcken und Schlammbildung. Mit der Kontrolle des Kathodenspannungsabfalls kann das Verhalten der verschiedenen Betriebsarten von Kathodenblöcken verglichen werden.
Bislang gab es keine einheitliche Methode zur Bestimmung dieses Parameters, und jedes Hüttenwerk verwendete seine eigene Messtechnik. In der Regel wurde ein Stahlstab in den Boden des Bades getaucht und mit einem Voltmeter verbunden. Der zweite Anschluss des Voltmeters wurde mit der Versorgungsstabzelle verbunden. Diese Methode ist sehr umständlich in der Durchführung, hat eine geringe Genauigkeit und eine schlechte Reproduzierbarkeit aufgrund der Instabilität des Gefrierens von Kryolith auf dem Stahlstab und seines anschließenden Schmelzens bei Kontakt mit geschmolzenem Aluminium.
Um die oben genannten Nachteile zu eliminieren, hat Heraeus Electro-Nite mit der C-V-Therm eine kombinierte Sonde zur Messung der Temperatur des Kryolithbads und des Kathodenspannungsabfalls entwickelt. Diese Sonde besteht aus einem Pt-PtRh-Thermoelement und einer externen Elektrode aus dünnem Molybdändraht, die mit einem der Anschlüsse des Thermoelements verbunden ist. Ein Molybdändraht stellt den elektrischen Kontakt mit dem flüssigen Aluminium her, das wiederum ohne nennenswerten Spannungsabfall in Kontakt mit der Kathode steht. Da die Akkumulationsfähigkeit von Molybdändraht extrem gering ist, friert nur eine geringe Menge Kryolith an ihm an, das bei Kontakt mit geschmolzenem Aluminium schnell schmilzt.
