Vorrichtung zur Durchführung von Messungen mit Widerstands-Dehnungsmessern.
Zur Messung von Formänderungen von Maschinenteilen, Membranen, Konstruktionen und dergleichen werden häufig Dehnungsmessstreifen verwendet, die an der Oberfläche der Gegenstände befestigt werden, deren Form- änderung elektrisch gemessen werden soll, und die z. B. in einer Wheatstoneschen Brücke eingeschaltet sind. Der Dehnungs me#streifen folgt der Formänderung des Ge genstandes, wobei sieh sein elektrischer Wi derstand ändert Aus diesen von der Wheat- stoneschen Briieke abgelesenen Änderungen kann die Formänderung des Gegenstandes bestimmt werden.
Es wurde jedoch festgestellt, da# die Dehnungsmessstreifen für Feuchtigkeit besonders empfindlich sind, so dass die Messgenauigkeit durchaus illusorisch wird, z. B. bei Messungen in einer feuchten Atmosphäre oder bei Messungen an Teilen, die wegen Kondensation oder sonstiger Umstände feucht sind.
Die Erfindung hat den Zweck, den er wähnten Naehteil zu beheben. Die erfindungs- gemässe Vorrichtung ist dadurch gekennzeich- net, dass um den Dehnungsmesser herum, auf der Aussenfläche des zu prüfenden Objektes eine Kappe angebracht ist, welche für Feueh tigkeit undurchlässig ist.
Es ist bekannt, den auf dem zu prüfen- den Gegenstand angebrachten Messstreifen mit einer Paraffinsehieht, einer Wachsschicht oder einem andern für Feuchtigkeit undurch- lässigen Mittel zu überziehen. In vielen Fällen führt dieses Verfahren nieht zum ge wünschten Ergebnis.
Um die erwähnten Stoffe genügend fest an der zu überziehenden Oberfläche des zu prüfenden Gegenstandes anhaften zu lassen, um namentlich bei Formänderungen des Gegen. standes zu vermeiden, dass sich die Stoffe losen, ist es erforderlieh, die Oberfläche des zu prüfenden Gegenstandes und den auf ihr befestigten Dehnungsmesser auf eine Temperatur vorzuheizen, die wenigstens dem Schmelzpunkt des Stoffes entspricht. Dies ist jedoch in vielen : Fällen aus praktischen Gründen nicht durchführbar.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass daf) bei vielen langfristigen Messungen Temperaturen berücksichtigt werden müssen, die zwi schen-10 und +30 C und mehr schwanken können. Die erwähnten Stoffe haben den Nachteil, dass sie bei Frost bald spröde werden und somit bei Formänderungen reissen und dass sie bei höheren Temperaturen erweiehen und sogar wegschmelzen. In den beiden Fällen wird der Sehutz der Dehnungs- me#streifen illusorisch.
Ein anderer Nachteil kann bei Messungen an Gegenständen auftreten, die unter dem Einfluss verhältnismässig geringer Kräfte grossen Formänderungen unterworfen sein können, wie z. B. Membranen. Die Anbrin gung einer stärkeren Schicht aus Wachs, Paraffin und dergleichen ändert die elasti liumperchlorat und andere Stoffe verwendbar. Es kann auch konzentrierte Schwefelsäure entweder in natürliehem Zustand oder z. B. in Form von in Schwefelsäure getränk- ter Glaswolle verwendet werden.
Es ist zweckdienlich, feste, Feuchtigkeit absorbierende oder bindende Mittel in einem Halter unterzubringen. Die so gebildete Troeknungspatrone kann entweder gemeinsam mit dem Messstreifen in dem geschlosse- nen Raum innerhalb der Kappe untergebracht werden, wobei sie auf dem zu prüfen- den Gegenstand neben dem Dehnungsmesser angeordnet oder mit dem Gegenstand oder der Kappe durch geeignete, im übrigen jedoch beliebige Mittel verbunden wird, oder sie kann ausserhalb der Kappe angeordnet werden. In den beiden Fällen muss der Innen- raum der Trocknungspatrone mit dem Raum innerhalb der Kappe in Verbindung stehen.
Bei unter der Kappe angeordneten Trocknungspatronen kann dies z. B. dadurch bewerkstelligt werden, da# die Fassung aus durchlöchertem oder porösem laterial hergestellt wird. Bei ausserhalb der Kappe ange ordneten Trocknungspatronen kann diese Verbindung z. B. mittels eines Röhrchens durehgeführt werden. Es kann vorteilhaft sein, den Innenraum der Patrone mit der Atmosphäre mittels einer Öffnung in Verbin dung zu bringen, die so klein ist, da# keine nennenswerte Feuehtigkeitsmenge aus der Atmosphäre aufgenommen wird.
Bei einer unter der Kappe befindlichen Trocknungspatrone kann dies mittels eines Rohrehens be- werkstelligt werden, das ausserhalb der Kappe ausmündet. Fine solche Verbindung mit dem Aussenraum ist insbesondere dann vorzusehen, wenn Druekuntersehiede zwisclien dem Au3en- raum und dem von der Kappe verschlossenen Raum auftreten, da in einem solchen Fall ohne Vorhandensein einer Verbindung r¯iit der Umgebungsluft die Kappe Kräften ausgesetzt wäre, die gegebenenfalls ein Loden der Kappe von dem zu prüfenden Gegen- stand bewirken konnten.
Bei der Verwendung hydrophiler Absorp- tionsmittel kann die Kappe innen mit einer sehen Eigenschaften einer solchen Membrane in dem Ma#e, da# von genauen Messungen nieht die Rede sein kann.
Als zusätzlicher Nachteil bei dynamischen Messungen kann das Auftreten einer Dämpfungswirkung und von I-Iysterese infolge der plastischen Eigenschaften des Sel1utzmittels erwähnt werden.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung weist, wie oben angegeben, eine an dem zu prüfen- den Gegenstand anzubringende Kappe aus geeignetem Werkstoff, wie z. B. Kautschuk, Kunstharz, Metall oder dergleichen, auf, die den Dehnungsmesser oder die Dehnungs- messer von der Umgebung in feuchtigkeits- dichter Weise trennt, wobei der einerseits von der Kappe und anderseits von dem zu prüfenden Gegenstand gebildete Raum während der Messung mit trockener Luft gefüllt ist.
Linter trockener Luft wird hier Luft verstanden, mit einem genügend niedrigen Feuehtigkeitsgehalt, um die Messgenauigkeit des Messstreifens oder der Messstreifen nicht zu beeinträchtigen. Für letztere Aufgabe sind verschiedene Lösungen möglieh. In erster Linie kann dafür gesorgt werden, dass die im verschlossenen Raum befindlielie Lmft bereits beim Anbringen der Kappe troeken ist, und die Kappe derart angeordnet ist, dass überhaupt keine Feuchtigkeit oder nur eine nnbedeutende Feuchtigkeitsmenge hindurch diffundieren kann. Eine zweite Möglichkeit besteht darin, die im versehlossenen Ranm befindliche Luft zu trocknen und/oder trocken zu halten.
Dies kann auf physikalischem oder auf chemischem Wege durchgeführt werden.
Beim Absorbieren von Feuchtigkeit auf psysikalischem Wege können Absorptionsmittel, wie z. B. Silicagel, Absorptionskohle, Knochenkohle und dergleichen, verwendet werden. Andere, geeignete Absorptionsmittel sind hydrophile Kolloide, wie z. B. Gelatine.
Beim Binden von Feuchtigkeit auf che- mischem Wege sind z. B. ungelösehter Kalk, wasserfreies Natriumsulfat, wasserfreies Kupfersulfat, wasserfreies Lithinmsulfit, Ka-
Bei der Verwendung flüssiger, Feuchtig keit absorbierender oder bindender Mittel 5 müssen unter der Kappe befindliehe Behälter oder mit der Kappe verbundene, ausserhalb der Kappe angeordnete Behälter verwendet werden.
Die Befestigung der Kappe an dem wu prüfenden Gegenstand kann z. B. mittels eines Klebestoffes unter Zuhilfenahme einer selbstvulkanisierenden Schicht, mit welcher der Unterrand der Kappe versehen sein kann, oder, wenn die Kappe völlig oder teilweise aus einem elastischen Material hergestellt ist, auf die bei Saugnäpfen übliche Weise durchgeführt werden.
Bei gewissen Messungen kann es zweckdienlich sein, die Kappe völlig oder teilweise aus einem durchsichtigen Material herzu- stellen.
Da, der Dehnungsmessstreifen bei der Verwendung mit dem Messgerät mittels elektrischer Leitungen verbunden ist, die aus dem von der Kappe umsehlossenen Raum hinaus- geführt sind, ist es zweckdienlich, die Durchführungen,feuchtigkeitsdichtauszu- bilden, es sei denn, dass eine auf der Innen-oder Aussenseite angeordnete Trock- nungspatrone verwendet wird, die mit der Atmosphäre in Verbindung steht, da in letzterem Falle die Leitung durch die Patrone hindurchgeführt werden kann. Bei allen weiteren Ausführungsformen ist es empfehlenswert, die Kappe mit der durch sie hindurchgeführten Leitung feuchtigkeitsdicht zu verbinden, was z.
B. leicht durch Vulkanisie- rung durchführbar ist, wenn die Kappe und die Leitungsisolierung aus Gummi hergestellt sind.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand von in der beiliegenden Zeichnung dargestell- ten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Fig. 1 ist ein Schnitt durch eine Anordnung mit unter der Kappe angeordneter Trocknungspatrone,
Fig. 2 ist ein Schnitt durch eine Anordnung, bei der die Troeknungspatrone ausserhalb der Kappe angeordnet ist.
Fig. 3 ist eine Ausführungsform mit einem ein flüssiges, Feuchtigkeit absorbierendes oder bindendes Mittel enthaltenden Behälter.
Fig. 4 ist ein Schnitt durch eine andere Ausführungsform.
In Fig. 1 bezeichnet 1 den zu prüfenden Gegenstand, auf dem der Dehnungsmessstrei- fen 2, die Kappe 3 und die Trocknungs- patrone 6 angeordnet sind. Durch die Kappe 3 ist eine elektrische Leitung 7 hindurehgeführt, die bei 9 feuchtigkeitsdieht mit ihr verbunden ist. Der Messstreifen 2 wird zunächst am Leitungsstück 8 befestigt, das eine genügende Länge besitzt, um dies leicht zu ermöglichen. Darauf wird der Messstreifen 2 an der Oberfläche des zu prüfenden Gegenstandes befestigt.
Die mit einem Feuchtigkeit absorbierenden oder bindenden Mittel 5 gefüllte Trocknungspatrone 6 wird in der Nähe des Messstreifens 2 auf den zu prüfenden Gegenstand gesetzt oder mit diesem Gegenstand bzw. mit der Kappe verbunden. tuber den Messstreifen 2 und die Patrone 6 wird sodann die Kappe 3 gelegt und mit ihren Flanschen 4 in geeigneter Weise mit dem Gegenstand 1 feuchtigkeitsdicht verbunden.
In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt. Am Gegenstand 1 wird der Messstreifen 2 befestigt, der mit den Leitungen 7 und 8 verbunden ist. I) iese Leitung ist dureh die ausserhalb der Kappe 3 befindliehe Patrone 10 hindurchgeführt. Die mit einem Feuchtigkeit absorbierenden oder bindenden Mittel 5 gefüllte Patrone steht über die Öffnung 11 mit dem Raum innerhalb der Kappe, und durch die Öffnung 12, die ge wiinsehtenfalls mit einem porösen Pfropfen 13, z. B. Watte, versehlossen ist, mit der Atmosphäre in Verbindung.
In Fig. 3 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei welcher der von der Kappe 3 umschlossene Raum mit einem ausserhalb der Kappe befindliehen Behälter 14 in Verbin- dung steht, der teilweise mit einem flüssigen,
Feuchtigkeit absorbierenden oder bindenden
Mittel 15 gefüllt ist. Mit 16 ist die Verbin- dung zwischen dem Raum unterhalb der
Kappe und dem Innern des Behälters und 5mit 17 und 18 die mit Versehlüssen ver sehenen Füll-und Entleerungsöffnungen be zeichnet.
In Fig. 4 bezei, ehnet 19 eine Membrane, mitt. els welcher z. B. von aussen her auf sie wir-kende Drücke gemessen werden sollen.
An der Innenseite der Membrane ist der Dehnungsmesser 2 befestigt, der auf die bereits besehriebene Weise mit den Leitungen 7 und 8 verbunden ist. Der oberhalb des Dehnungsmessers befindliche Raum ist feuehtigkeitsdicht durch die Kappe 20 verschlossen, die z. B. aus Kunstharz oder aus Metall her- gestellt sein kann, und mit dem die Membrane feuchtigkeitsdicht verbunden ist. Der versehlossene Raum enthält eine Trocknungs- patrone 6, die mit einem Feuchtigkeit absorbierenden oder bindenden Mittel 5 versehen ist. Die Leitungsdurchführung 9 muss selbstverständlich feuchtigkeitsdicht sein.
Es hat sich ergeben, dass es bei den be schriebenen Vorrichtungen möglieh ist, den Messstreifen monatelang auf dem zu prüfen- den Gegenstand zu lassen, ohne dass die Messgenauigkeit von Feuehtigkeit beeinträchtigt wird. Es hat sich ausserdem ergeben, dass die anfänglich in dem vom zu prüfenden Gegenstand und der Kappe begrenzten Raum befindliche Feuchtigkeit und die Dämpfe, die vom Leim- und Klebemittel herrühren, mit dem der Unterrand der Kappe und der Dehnungsmesser und die Trocknungspatrone befestigt werden, von Absorptionsmitteln innerhalb sehr kurzer Zeit absorbiert werden, so dass mit der Messung verhältnismässig kurze Zeit naeh dem Anbringen der Vorrichtung auf dem zu prüfenden Gegenstand begonnen werden kann.
Selbstverständliell können anstatt eines einzigen Alessstreifens mehrere Messstreifen unter einer einzigen Kappe untergebracht werden, wozu dann eine gleiche Zahl elektrischer Anschlüsse erforderlich ist.
Vorriehtung z-Lir Durchführung von Mes- sungen mit Widerstandsdehnungsmessern, da- durch gekennzeichnet, dass um den Dehnungs- messer herum auf der Aussenfläche des zu prüfenden Objektes eine Kappe angebracht ist, welche für Feuchtigkeit undurehlässig ist.
UNTERANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung naeh Patentansprueh, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, durch welche der Raum innerhalb der Kappe künstlich trocken gehalten wird.
2. Vorrichtung nach ch Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da# das Troekenhalten durch feuehtigkeitsbindende Mittel erfolgt.
3. Vorrichtung nach Unteransprueh 2, dadurch gekennzeichnet, dass das feuehtigkeits- bindende Mittel von einem Behälter umgeben ist.
4. Vorrichtung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum des Behälters mit dem Raum innerhalb der Kappe in Verbindung steht.
5. Vorrichtung nach Unteranspruch 4, dadurci gekennzeichnet, dass der Behälter mit der Atmosphäre in Verbindung steht.
6. Vorrichtung nach Unteransprueh 5, dadurch gekennzeichnet, dass der das flüssige, feuchtigkeitsbindende Mittel enthaltende Behälter mit versehliessbaren Füll-und Ent leerungsoff nungen versehen ist.
7. Vorrichtung naeh Unteransprueh 2, dadurch gekennzeichnet, da# das feuchtigkeitsbindende Mittel aus einer auf der Kappe angebrachten Schicht hydrophiler Kolloide besteht.
Device for carrying out measurements with resistance strain gauges.
To measure changes in shape of machine parts, membranes, constructions and the like, strain gauges are often used which are attached to the surface of the objects whose change in shape is to be measured electrically and which, for B. are switched on in a Wheatstone bridge. The strain gauge follows the change in shape of the object, whereby its electrical resistance changes. The change in shape of the object can be determined from these changes read from the Wheatstone bridge.
However, it was found that # the strain gauges are particularly sensitive to moisture, so that the measurement accuracy is quite illusory, e.g. B. when measuring in a humid atmosphere or when measuring parts that are humid due to condensation or other circumstances.
The invention has the purpose to remedy the sewing part he mentioned. The device according to the invention is characterized in that a cap is attached around the extensometer on the outer surface of the object to be tested, which cap is impermeable to fire.
It is known to cover the measuring strip attached to the object to be tested with a paraffin layer, a layer of wax or some other means impermeable to moisture. In many cases this procedure does not lead to the desired result.
In order to allow the substances mentioned to adhere sufficiently firmly to the surface of the object to be tested to be coated, in particular in the event of changes in the shape of the counterpart. In order to avoid loosening the substances, it is necessary to preheat the surface of the object to be tested and the extensometer attached to it to a temperature which at least corresponds to the melting point of the substance. However, in many cases this is not feasible for practical reasons.
Another disadvantage is that for many long-term measurements, temperatures must be taken into account, which can fluctuate between -10 and +30 C and more. The aforementioned substances have the disadvantage that they soon become brittle when there is frost and thus tear when the shape changes, and that they soften and even melt away at higher temperatures. In both cases, the protection of the strain gauges becomes illusory.
Another disadvantage can occur when measuring objects that can be subject to large changes in shape under the influence of relatively small forces, such as B. membranes. The attachment of a thicker layer of wax, paraffin and the like changes the elasticity of lium perchlorate and other substances usable. Concentrated sulfuric acid, either in its natural state or e.g. B. can be used in the form of glass wool soaked in sulfuric acid.
It is convenient to place solid, moisture absorbing or binding agents in a holder. The drying cartridge formed in this way can either be accommodated together with the measuring strip in the closed space within the cap, whereby it is arranged on the object to be tested next to the strain gauge or with the object or the cap by suitable, but otherwise any means is connected, or it can be arranged outside the cap. In both cases, the interior of the drying cartridge must be in communication with the space inside the cap.
When arranged under the cap drying cartridges this can, for. B. can be accomplished because # the socket is made of perforated or porous material. In the case of drying cartridges arranged outside the cap, this connection can, for. B. be carried out by means of a tube. It can be advantageous to bring the interior of the cartridge into communication with the atmosphere by means of an opening which is so small that no significant amount of fire is absorbed from the atmosphere.
In the case of a drying cartridge located under the cap, this can be done by means of a tube that opens outside the cap. Such a connection with the outside space is to be provided in particular when pressure differences occur between the outside space and the space closed by the cap, since in such a case, without a connection with the ambient air, the cap would be exposed to forces that may be affected Loden the cap of the object to be tested.
When using hydrophilic absorbents, the inside of the cap can have properties of such a membrane to the extent that precise measurements cannot be spoken of.
The occurrence of a damping effect and Iysteresis due to the plastic properties of the selector agent can be mentioned as an additional disadvantage in dynamic measurements.
The device according to the invention has, as stated above, a cap to be attached to the object to be tested made of a suitable material, such as. B. rubber, synthetic resin, metal or the like, which separates the strain gauge or the strain gauges from the environment in a moisture-proof manner, the space formed on the one hand by the cap and on the other hand by the object to be tested during the measurement with dry Air is filled.
Dry air is understood here to mean air with a sufficiently low moisture content so as not to impair the measuring accuracy of the measuring strip or the measuring strips. Various solutions are possible for the latter task. First and foremost, it can be ensured that the air in the closed space is already dry when the cap is attached, and that the cap is arranged in such a way that no moisture at all or only a negligible amount of moisture can diffuse through it. A second possibility is to dry the air in the sealed room and / or keep it dry.
This can be done physically or chemically.
When absorbing moisture in a physical way, absorbents, such as. Silica gel, absorbent carbon, bone carbon and the like can be used. Other suitable absorbents are hydrophilic colloids, such as. B. gelatin.
When binding moisture chemically, z. B. undissolved lime, anhydrous sodium sulfate, anhydrous copper sulfate, anhydrous lithium sulfite, calcium
When using liquid, moisture absorbing or binding agents 5, containers located under the cap or containers connected to the cap and arranged outside the cap must be used.
The attachment of the cap to the wu test object can, for. B. by means of an adhesive with the aid of a self-vulcanizing layer with which the lower edge of the cap can be provided, or, if the cap is made entirely or partially of an elastic material, can be carried out in the usual way with suction cups.
For certain measurements, it can be useful to make the cap completely or partially from a transparent material.
Since the strain gauge is connected to the measuring device during use by means of electrical lines that are led out of the space enclosed by the cap, it is useful to make the bushings moisture-proof, unless there is one on the inside or drying cartridge arranged on the outside is used, which is in connection with the atmosphere, since in the latter case the line can be passed through the cartridge. In all other embodiments, it is advisable to connect the cap to the line passed through it in a moisture-proof manner, which is, for.
B. can easily be carried out by vulcanization if the cap and the line insulation are made of rubber.
The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the accompanying drawing.
1 is a section through an arrangement with a drying cartridge arranged under the cap,
Fig. 2 is a section through an arrangement in which the drying cartridge is arranged outside the cap.
Fig. 3 is an embodiment with a container containing a liquid moisture absorbing or binding agent.
Fig. 4 is a section through another embodiment.
In FIG. 1, 1 denotes the object to be tested, on which the strain gauge 2, the cap 3 and the drying cartridge 6 are arranged. An electrical line 7 is passed through the cap 3 and is connected to it at 9 moisture-proof. The measuring strip 2 is first attached to the line piece 8, which has a sufficient length to make this easy. The measuring strip 2 is then attached to the surface of the object to be tested.
The drying cartridge 6 filled with a moisture-absorbing or binding agent 5 is placed on the object to be tested in the vicinity of the measuring strip 2 or connected to this object or to the cap. The cap 3 is then placed over the measuring strip 2 and the cartridge 6 and connected with its flanges 4 to the object 1 in a moisture-tight manner in a suitable manner.
Another embodiment is shown in FIG. The measuring strip 2, which is connected to the lines 7 and 8, is attached to the object 1. I) this line is passed through the cartridge 10 located outside the cap 3. The cartridge filled with a moisture-absorbing or binding agent 5 is through the opening 11 with the space inside the cap, and through the opening 12, which ge wiinsehtenfall with a porous plug 13, z. B. cotton wool, is sealed, in connection with the atmosphere.
In FIG. 3 an embodiment is shown in which the space enclosed by the cap 3 is connected to a container 14 located outside the cap, which is partially connected to a liquid,
Moisture absorbing or binding
Medium 15 is filled. At 16 the connection between the space below the
Cap and the inside of the container and 5 with 17 and 18 the provided with closures fill and emptying openings be marked.
In Fig. 4 bezei, ehnet 19 a membrane, mitt. els which z. B. external pressures acting on them should be measured.
The strain gauge 2 is attached to the inside of the membrane and is connected to the lines 7 and 8 in the manner already described. The space located above the extensometer is tightly sealed by the cap 20, which z. B. can be made of synthetic resin or metal, and with which the membrane is connected moisture-tight. The sealed space contains a drying cartridge 6 which is provided with a moisture-absorbing or binding agent 5. The line bushing 9 must of course be moisture-tight.
It has been found that with the devices described it is possible to leave the measuring strip on the object to be tested for months without the measuring accuracy being impaired by the fire resistance. It has also been found that the moisture initially in the space limited by the object to be tested and the cap and the vapors originating from the glue and adhesive with which the lower edge of the cap and the extensometer and drying cartridge are attached by Absorbents are absorbed within a very short time, so that the measurement can be started relatively short time after the device has been attached to the object to be tested.
Of course, instead of a single Alessstrip, several measuring strips can be accommodated under a single cap, for which purpose an equal number of electrical connections is required.
Provision for carrying out measurements with resistance strain gauges, characterized in that a cap is attached around the strain gauge on the outer surface of the object to be tested, which cap is impervious to moisture.
SUBCLAIMS:
1. Device according to patent claim, characterized in that means are provided by which the space within the cap is kept artificially dry.
2. Device according to ch dependent claim 1, characterized in that # the drying takes place by means of binding agents.
3. Device according to sub-claim 2, characterized in that the moisture-binding agent is surrounded by a container.
4. Device according to dependent claim 3, characterized in that the interior of the container is in communication with the space within the cap.
5. Device according to dependent claim 4, characterized in that the container is in communication with the atmosphere.
6. The device according to sub-claim 5, characterized in that the container containing the liquid, moisture-binding agent is provided with sealable filling and Ent Leerungsoff openings.
7. Device according to sub-claim 2, characterized in that # the moisture-binding agent consists of a layer of hydrophilic colloids attached to the cap.