Vorrichtung zur Anzeige von Messgrössen mit einem porösen Kapillarmaterial
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Anzeige von Messgrössen, mit einem porösen Kapillarmaterial, das untereinander zusammenhängende Poren besitzt, um die fortschreitende Absorption eines zu prüfenden Mediums, insbesondere einer Flüssigkeit, zu bb wirken.
Es können damit eine Vielzahl von Parametern, wie z. B. Zeitdauer, Temperatur, Temperatur-Zeit-Beziehungen, physikalische Grössen, wie beispielsweise die Viskosität oder die Oberflächenspannung von Medien, insbesondere Flüssigkeiten, gemessen werden.
Es lassen sich ferner chemische Bestimmungen, wie analytische Bestimmungen von Lösungsmittelkonzentrationen oder Bestimmungen der relativen Konzentrationen von Lösungsmittelkomponenten durchführen.
Die Vorrichtung kann auch zum Analysieren und zum Abtrennen von Komponenten aus einer Emulsion oder Dispersion in Flüssigkeiten oder anderen Mitteln, wie Luft, verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine Anzeige, aus der genaue Beziehungen zwischen der Bewegungsgeschwindigkeit und bzw. oder dem zurückgelegten h'eg eines Mediums, insbesondere einer Flüssigkeit oder einer Flüssigkeitskomponente entlang eines umhüllten Dochtes aus kapillarem Material einerseits und den spezifischen Eigenschaften eines Mediums bzw. einer Flüssigkeit oder Flüssigkeitskomponente und der Temperatur und den Temperaturveränderungen in der Umgebung, in der die Anzeigevorrichtung benützt wird, anderseits ermittelt werden können.
Bei bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann ein Docht in Kombination mit Flüssigkeiten einer genau definierten Zusammensetzung mit ausgewählten physikalischen Eigenschaften als Anzeigevorrichtung verwendet werden, die bei geringem Kostenaufwand genaue Informationen und Daten liefert, die bisher nicht genau oder nur durch Anwendung verhältnismässig mühsamer, zeitraubender und kostspieliger Messverfahren ermittelt werden konnten.
Die Erfindung ermöglicht insbesondere die Schaffung einer unter Absorption arbeitenden Anzeigevorrichtung, die in Richtung der Absorption einer zu analysierenden Flüssigkeit veränderliche Eigenschaften hat. Diese Ausbildung ermöglicht es, die Anzeigevorrichtung einem weiten Anwendungsbereich anzupassen, der eine bestimmte Auswahl von zu messenden Bestimmungsgrössen erfordert.
Die erfindungsgemässe Anzeigevorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein für das Medium undurchlässiges Deckmaterial wenigstens einen Hauptteil des Kapillarmaterials umhüllt und in innigem Kontakt mit den Aussenflächen dieses Kapillarmaterials steht, wobei die Anzeigevorrichtung so ausgebildet ist, dass bei der Verwendung ein Teil des Kapillarmaterials der Berührung mit dem zu prüfenden Medium ausgesetzt ist und wenigstens ein Teil der die Anzeigewirkung beeinflussenden Eigenschaften des Kapiallarmaterials in Richtung der Absorption des Mediums von dem der Berührung mit dem Medium ausgesetzten Teil aus variierten.
Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist das Kapillarmaterial von einer undurchlässigen Schutzhülle umgeben. Durch diese Schutzhülle wird eine Verschmutzung und Verdampfung der vom Kapillarmaterial in Form eines Dochts aufgesaugten Flüssigkeit verhindert. Hierdurch wird eine gleichmässige Verteilung der Flüssigkeit entlang des Dochtes gewährleistet, wodurch eine Regelung, Kontrolle und Begrenzung der vom Docht absorbierten Flüssigkeitsmenge ermöglicht wird, wobei diese Menge von der geometrischen Form und den Abmessungen des Dochts abhängt. Dadurch werden genaue Messungen und Analysen mit einer vergleichsweise kleinen Flüssigkeitsprobe ermöglicht.
Bei den verschiedenen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist allgemein ein Werkstoff mit kapillaren Eigenschaften von einer undurchlässigen Hülle umgeben, die mit den äusseren Oberflächen des kapillaren Materials in inniger Berührung steht. Dann wird eine Flüssigkeit mit geregelten physikalischen Eigenschaften, wie Viskosität, spezifisches Gewicht und Oberflächenspannung, an einem bestimmten Punkt des Kapillarmaterials zugeführt, wobei der sich einstellende Weg der Flüssigkeit entlang dem Docht ein Mass für die verflossene Zeit und bzw. oder den Umgebungszustand ist.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird eine zu analysierende Flüssigkeit an einer bestimmten Stelle des Kapillarmaterials zugeführt, wobei der Weg der Flüssigkeit oder ein anzeigendes Agens ein Mass für die Eigenschaften der zu analysierenden Flüssigkeit ist. Die dem Kapillarmaterial zugeführte Flüssigkeit kann aus einem von der Anzeigevorrich tunggetrennten Flüssigkeitsvorrat, z.
B. einer Testlösung, oder aus einem mit der das Kapillarmaterial enthaltenden Anzeigevorrichtung verbundenen Flüssigkeitsbehälter entnommen werden der entweder durch Eintauchen des Dochtes in die Testflüssigkeit oder durch Öffnen eines geeigneten Ventiles oder durch Verstellen oder Zerstören eines Absperrgliedes die Flüssigkeit freigibt, damit diese zwecks Absorption mit dem Kapillarmaterial in Berührung gebracht und dadurch der Aufsaugvorgang eingeleitet wird. Das Kapillarmaterial kann imprägniert oder durch geeignete Zusätze modifiziert sein. Diese Imprägnierungen oder Zusätze werden durch die aufgesaugte Flüssigkeit bei deren Wanderung entlang des Kapillarmaterials gelöst oder chemisch verändert, wodurch ein Farbwechsel, eine Wanderung der Farbe oder eine Änderung der physikalischen Eigenschaften der Flüssigkeit eintritt.
Die Flüssigkeit kann hinsichtlich ihrer Zusammensetzung und ihres physikalischen Verhaltens an die Umgebungsbedingungen angepasst werden, die in Kombination mit einer entsprechenden Wahl der geometrischen Abmessungen und der Porosität des Kapillarmaterials die Erzielung eines gewünschten Saugvorgangs in jedem Abschnitt des Kapillarmaterials ermöglichen. Der Ablauf dieses Saugvorganges dient als Anzeige des jeweils zu messenden Parameters.
Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Docht, bei dem ein Kapillarmaterial von gewählter geometrischer Abmessung zwischen zwei durchsichtigen Plastikfolien eingelegt ist,
Fig. 2 ist ein Querschnitt durch den in Fig. 1 dargestellten umhüllten Docht nach der Linie 2-2 in Fig. 1,
Fig. 3 ist eine Ansicht eines zusammengesetzten umhüllten Dochts, der zwei übereinanderliegende Streifen aus Kapillarmaterial enthält, die durch eine zwischen ihnen angeordnete undurchlässige Folie voneinander getrennt sind,
Fig. 4 ist ein Längsschnitt durch einen zusammengesetzten umhüllten Docht gemäss Fig. 3 nach der Linie 44 in Fig. 3,
Fig.
5-12 sind Ansichten verschiedener geometrischer Formen und zusammengesetzter Konstruktionen von Kapillarmaterial, die verschiedene Absorptionseigenschaften aufweisen.
Das im unhüllten Docht verwendete Kapillarmaterial kann aus sämtlichen porösen Werkstoffen oder Medien bestehend die eine Flüssigkeit oder Dämpfe absorbieren oder aufsaugen. Grundsätzlich hat das Dochtmaterial kapillare Eigenschaften, die durch eine kapillarfaserige, poröse oder zusammenhängende Zell struktur hervorgerufen werden. Hiebei sind die mitein ander zusammenhängenden Hohlräume so klein, dass eine fortschreitende Flüssigkeitsaufnahme durch Ab Absorption stattfindet. Geeignete Kapillarmaterialien zur
Herstellung eines umhüllten Dochtes sind z. B. feinver teille Granulate, schwammige oder zellulare Stoffe und faserige Materialien, z. B. Zellulose oder synthetische fascrige Netzwerke, wie z. lt Tuch oder Papier, die relativ zu ihrem Aussenvolumen grosse zusammenhän gende innere Oberflächen haben.
Von den genannten
Stoffen ist als Kapillarmaterial oder Docht vorzugs weise Papier mit bestimmten physikalischen und che mischen Eigenschaften geeignet. Für solches Papier sind Zellulose, synthetische Faser oder Glasfasern ge eignet, da da sie auch in handelsüblicher Beschaffenheit eine genügende Einheitlichkeit und Homogenität hin sichtlich der Porosität, Dichte und chemischen Eigen schaften aufweisen. Die spezifische Dichte, Härte, Oberfl ächenbeschaffenheit, Dicke, das Gewicht, die
Zusammensetzung, der Füllstoffgehalt und die chemi sche Beschaffenheit können so verändert werden, dass ein Optimum an Absorptionsfähigkeit für jede spezielle
Messaufgabe erreicht wird.
Das Dochtmaterial kann, wie nachfolgend beschrie ben wird, auch mit geeigneten Zusätzen oder Chemika lien imprägniert werden. Durch eine solche Imprägnie rung kann eine Änderung der Absorptionsgeschwindig keit der absorbierten Flüssigkeit, eine Änderung der
Absorptionsgeschwindigkeit der absorbierten Flüssig keit, eine Änderung der Absorptionscharakteristik der absorbierten Flüssigkeit, eine Erzeugung, eines Farb- wechsels bei einer Reaktion der Imprägnierungsmittel mit der absorbierten Flüssigkeit, wodurch die Eindring tiefe leicht ablesbar ist, eine Reaktion der Imprägnie rungsmittel mit einer Komponente oder mehreren
Komponenten der absorbierten Flüssigkeit, wodurch eine Anzeige der Menge und bzw.
oder des Zustandes des umgesetzten oder nicht umgesetzten Anteils der vom Docht aufgesaugten Flüssigkeit erfolgt, oder An derungen der Konzentration der in der Flüssigkeit ge lösten Imprägnierungsmittel erreicht werden.
Der Docht kann auch einen zusammengesetzten
Aufbau haben, wobei Dochtmaterialien mit verschiede nen physikalischen und chemischen Eigenschaften ver wendet werden, um einen gewünschten Verlauf der
Absorption nach Art und Menge zu erhalten. Auch kann der Docht selbst aus einem einheitlichen Material bestehen, das geometrisch entsprechend gestaltet ist, um die Absorption nach Art und Betrag zu steuern oder um dadurch bestimmbare Änderungen der Wan derungsgeschwindigkeit der absorbierten Flüssigkeit zu erhalten.
Das Deckmaterial, das das kapillare Material oder den Docht als Schutzhülle unschliesst, kann aus jedem geeigneten Stoff bestehen, der flüssigkeitsundurchlässig ist und selbst nicht in die Poren ds Dochtmaterials eindringt. Die Anwendung einer Hülle um das Docht material ermöglicht die Vermeidung einer Verdamp fung der absorbierten Flüssigkeiten, die Unterbindung des Oberflächeneffektes , durch den die Flüssigkeits schicht längs der äusseren Oberfläche des Dochtes in
Abhängigkeit von der Lage des Dochtes abnimmt, wodurch eine gleichmässige Saugwirkung stark gestört wird die Vermeidung von unkontrollierbaren Kapil larerscheinungen entlang des Dochtes, die Vermeidung von unkontrollierbaren Streckungen oder Deformatio nen des Dochtes bei der Befeuchtung und Absorption von Flüssigkeiten in die Poren,
einen Ausgleich der geringen Festigkeit und insbesondere der geringen Nassfestigkeit des Dochtmaterials, die Venneidung einer Verschmutzung und Einfärbung der Flüssigkeit im Dochtmaterial, eine genaue Begrenzung der Menge der vom Docht aufgesaugten Stoffe und eine Festlegung der Menge und Richtung der Absorption in bezug auf die Dochtform sowie eine Festlegung der Stelle, an der die Flüssigkeit in den Docht eintritt.
Es ist ohne besondere Bedeutung, aus welchem Material die Dochtabdeckung bzw. Schutzhülle besteht, wichtig ist nur, dass dieses Material flüssigkeitsundurchlässig und selbst nicht porös ist. Die Festigkeit und Biegefähigkeit des Hüllemnaterials hängt sowohl von den gewünschten spezifischen Eigenschaften der Dochthülle, als auch vom gewählten Dochtmaterial ab.
Wird als Dochtmaterial z. B. ein poröses Granulat verwendet, so wird vorzugsweise eine im wesentlichen starre, formhaltige Schutzhülle verwendet, um die gleichmässige Verteilung der Körner aufrechtzuerhalten, da jede Störung im Gefüge des Granulates eine wesentliche Änderung der Kapillarwirkung und der Absorptionsgeschwindigkeit der Flüssigkeit mit sich bringt. Da faserige Dochtmaterialien, wie z. B. Papier, ein besonders haltbares und elastisches physikalisches Gefüge besitzen, können für die Hülle Werkstoffe mit halbfester oder flexibler Beschaffenheit mit zufriedenstellenden Ergebnis verwendet werden. Für diesen Zweck kann einer der vielen Werkstoffe für Plastikfolien, z. B. Polyäthylen, Polypropylen, Polyvinylpolymerisate oder -mischpolymerisate, wie Polyvinylchlorid, Polvvinylacetat, Polyvinylidenchlorid oder Polyäthylen, verwendet werden.
Ebenso können zusammengesetzte Folien bzw. Verbundfolien z. B. ans Polyäthylenterephthalat und Polyäthylen mit Vorteil benutzt werden.
Von den genannten Materialien ist eine zusammengesetzte Folie, bestehend aus Polyäthylenterephthalat und Polyäthylen, zur Umhüllung des Dochtes besonders geeignet.
Eine genügend durchscheinende oder durchsichtige Hülle wird verwendet, wenn eine visuelle Prüfung der Eindringlänge und des Fortschreitens der Flüssigkeit oder einer : Flüssigkeitskomponente oder des Anzeige- zustandes des Dochtmaterials erwünscht ist, wie dies manellmal bei Anzeigevorrichtungen notwendig ist. Bei Anzeigevorrichtungen, bei denen ein elektrischer Strom erzeugt oder ein elektrischer Stromkreis geschlossen wird oder bei denen eine verdeckte Anzeige bei bzw. nach Beendigung des Messvorganges erwünscht ist, können gegebenenfalls undurchsichtige Materialien verwendet werden, da unter diesen Umständen eine optische Prüfung des Dochtes gewöhnlich nicht nötig ist.
Die Schutzhülle ist derart am Dochtmaterial beè- stigt, dass ein inniger Kontakt mit den Aussenflächen des Dochtes besteht. Der gute Kontakt zwischen der Hülle und den Seitenflächen des porösen Dochtes ist wichtig, da jeder Zwischenraum oder Spalt, der zwischen den Aussenflächen des Dochtmaterials und dem darüberliegenden Hüllenmaterial freibleibt, selbst als Kapillare wirkt und eine wesentliche Abweichung der gesteuerten Eigenschaften, insbesondere der Saugwirkung, des umkleideten Dochtes zur Folge hat.
Beim Umkleiden des Dochtes können verschiedenartige Verfahrensweisen angewendet werden, bei denen das Hüllenmaterial in innigem Kontakt mit den Aus seuflächen des Dochtmaterials gebracht werden kann.
Bei Verwendung eines thermoplastischen Folienmaterials, z. B. einer gegossenen durchsichtigen Polyvinylchloridfolie, zum Umhüllen eines faserigen Dochtmaterials, z. B. aus Zellulose- oder Acryllaserpapier, wird das Dochtmaterial vorzugsweise unter Hitze und Druck zwischen zwei Plastikfolien eingelegt bzw. eingewalzt, um die Verschweissung und Verbindung der Folie miteinander und mit den Oberflächen des Dochtmaterials zu erzielen. Die Anwendung von Druck ist hierbei vorteilhaft, weil auf diese Weise ein grosser Teil der im porösen Material eingeschlossenen Luft während des Umhüllungsvorganges ausgetrieben wird.
Das Dochtmaterial kann aber auch durch Tauchen oder durch Besprühen der Oberfläche mit Deckmaterial umhüllt werden. Hierbei wird ein thermoplastisches Harzmaterial mit einem hohen Gehalt an festen Bestandteilen verwendet, das hinsichtlich Viskosität und Zusammensetzung so ausgewählt ist, dass kein merkbares Eindringen des Deckmaterials in die inneren Poren des Dochtmaterials und kein Verschliessen dieser Poren erfolgt. Nach dem Tauchen oder Besprühen kann das umhüllte Dochtmaterial getrocknet werden, um die gesamte Flüssigkeit zu verdampfen, wodurch eine flüssigkeitsdichte Hülle aus thermoplastischem Material zurück bleibt. Ebenso kann die Oberfläche des Dochtmaterials nach einem der üblichen Aufwalz verfahren mit einem undurchlässigen Film versehen werden.
Auch können an den Innenseiten des Hüllenmaterials klebfähige Stoffe aufgebracht werden. Geeignete Klebstoffe sind z. B. solche, die bei Druckanwendung wirksam werden und z. B. natürlichen oder synthetischen Kautschuk enthalten. Solche Haftmittel bewirken eine feste und zähe Verbindung der Hülle mit den Oberflächen des Dochtes und der Hüllenteile untereinander, so dass eine feste und dichte Abdek kung entsteht.
In jedem Fall werden die Massnahmen des Umhüllungsverfahrens so ausgewählt, dass ein umhüllter Docht erhalten wird, der die gewünschte Porengrösse und die daraus resultierende Porosität aufweist, bei der die gewünschte Absorption der gewählten Flüssigkeit erzielt wird.
Bei Anwendung des Beschichtungsverfahrens mit einem flüssigen Material wurde beispielsweise ein Vinylcopolymerharz auf die Oberfläche eines Papieres aus Acrylfasern in einer Schichtdicke von ungefähr 0,25 mm aufgebracht. Die Plastikhülle wurde im Tauchverfahren aufgebracht und dann wurde das umhüllte Papier bei Raumtemperatur getrocknet, bis das Wasser im wesentlichen entfernt war und ein undurchlässiger, sich über die ganze Oberfläche erstreckender Film übrig blieb.
Wenn das Dochtmaterial auf eine Trägerunterlage, z. B. Pappe aufgebracht werden soll, wird zunächst die Oberfläche der Pappe mit einem Überzug aus einem undurchlässigen Material, z. B. synthetischem Plastikmaterial, versehen, wonach das Dochtmaterial und sodann eine obere Lage aus Plastikfolie aufgebracht wird, so dass eine Schichtstruktur entsteht. Diese kann so ausgebildet werden, dass innerhalb der kartenähnlichen Anzeigevorrichtung ein Flüssigkeitsbehälter entsteht. Der Docht kann auch mit zwei Plastikfolien bedeckt werden, auf denen geeichte Skalen angeordnet sind. Die geeichte Skala kann aber auch auf einer besonderen Karte angebracht sein, die in geeigneter Weise dicht neben dem porösen Docht angeordnet und zwischen den Plastikfolien fest eingelegt wird, so dass eine genaue Anzeigevorrichtung erhalten wird.
Aus den Fig. 1 und 2 ist der typische Aufbau eines umhüllten Dochtes erkennbar, der ein poröses kapillares Dochtmaterial 50 enthält, das mit einer undurchlässigen Schutzhülle 52 umgeben ist, die in innigem Kontakt mit der Aussenfläche des Dochtmaterials 50 steht.
In den Fig. 1 und 2 ist ein umhüllter Docht 54 dargestellt, bei dem das Dochtmaterial 50 zwischen der Schutzhülle 52 eingeschlossen ist, so dass ein umhüllter Docht entsteht, dessen beide Enden von der Hülle umschlossen sind. Dieser Aufbau verhindert vor der Benutzung jede Verschmutzung oder unbeabsichtigte Absorption von Flüssigkeit durch das Dochmaterial.
Wenn der umhüllte Docht 54 zur Ausführung einer Messung benutzt werden soll, wird sein unteres Ende, oder falls gewünscht auch das obere Ende, z. B. mittels einer Schere, entlang der strichliert angedeuteten Schneidlinie 56 abgeschnitten, wodurch der umhüllte Docht beim Eintauchen oder bei einem anderen Kontakt mit einer zu absorbierenden Flüssigkeit funktionsfähig ist. Bei dieser Funktion wird die Flüssigkeit entlang dem Docht absorbiert.
Der umhüllte Docht kann mit geeigneten, entlang dem Docht angeordneten Markierungen versehen sein, die eine einfache optische Feststellung der Eindringtiefe einer Flüssigkeit, eines Indikators oder einer Flüssigkeitskomponente entlang dem Dochtmaterial in geeigneten Messeinheiten ermöglichen. Da die umhüllten Dochte nach den Fig. 1 und 2 mit jeder gewünschten Empfindlichkeit hergestellt werden können und demgemäss bei einer Vielzahl verschiedener Flüssigkeiten anwendbar sind, können die Markierungen auch auf dem Dochtmaterial selbst oder auf der Hülle aufgebracht sein, die sich längs des Dochtmaterials erstreckt.
Die Skala kann auch unabhängig vom Docht zwischen den die Hülle bildenden Filmen eingelegt sein. Die Dochtlänge kann hierbei z. B. in hundert Teile eingeteilt sein, so dass jeder Teil der Skala ein Prozent der Länge des Dochtmaterials angibt. Auf diese Weise kann die Eindringtiefe einer Flüssigkeit oder einer Flüssigkeitskomponente oder eines Indikators mittels einer geeigneten Eichkarte gedeutet werden, die das Verhalten einer bestimmten Flüssigkeit durch Angabe der entsprechenden Prozent anzeige des Dochtmaterials graphisch wiedergibt.
Der umhüllte Docht 54 kann gewünschtenfalls mit einer Belüftungsöffnung versehen sein, die einerseits mit dem oberen Ende des Dochtmaterials 50 und anderseits mit der umgebenden Atmosphäre in Verbindung steht und das Entweichen eingeschlossener Luft und bzw. oder von Dämpfen, die von der Verdampfung der absorbierten Flüssigkeit herrühren, in die Atmosphäre ermöglicht. Eine andere Belüftungsöffnung kann sich zweckmässig beim umhüllten Docht 50 längs dieses Dochtes erstrecken, woblei ihr oberes Ende in Verbindung mit dem oberen Ende des Dochtmaterials, und ihr unteres Ende, das dem offenen Ende des Dochtes benachbart ist, in Verbindung mit der Atmosphäre steht. Der Durchmesser der Belüftungsöffnung ist so gewählt, dass diese eine relativ geringe Kapillarwirkung entfaltet.
Die Bemessung des Querschnittes ist anderseits so bestimmt, dass eingeschlossene Luft oder Dämpfe infolge des auf sie ausgeübten Druckes durch das untere Ende der Entlüftungsöffnung auch dann ausgetrieben werden können, wenn diese in eine Testlösung eingetaucht ist. Der auf die Luft oder Dämpfe ausgeübte Druck entsteht dadurch, dass die eindringende Flüssigkeit die Gase nach oben drückt.
Auch beim Eintauchen des Dochtes in eine zu prüwende Lösung wird ein Einfliessen von Flüssigkeit in die Belüftungsöffnung sicher vermieden.
Die Frage, ob ein belüfbeber oder ein nicht belüfteter umhüllter Docht verwendet werden soll, hängt von dem speziellen Zweck, für den der umhüllte Docht verwendet wird, von dem besonderen Verfahren für das Umhüllen des Dochtes, wobei unterschiedliche Luftmengen aus den Poren ausgetrieben werden können, ferner von der Flüssigkeit der zu absorbierenden Flüssigkeiten und schliesslich auch von den spezifischen Eigenschaften und Verhaltensweisen des Dochtmaterials ab. In jedem Falle ist, um ein genaues Ergebnis zu erhalten, die Kapillar- oder Saugwirkung des umhüllten Dochtes für jeden speziellen Typ und Aufbau konstant und kann in eine genaue Beziehung zu irgendeinem besonderen zu messenden Parameter gebracht werden.
Die Konstruktion des umhüllten Dochtes nach den Fig. 1 und 2 sind speziell für eine Herstellungsmethode geeignet, bei der einzelne Dochtmaterialstreifen 50 von der Schutzhülle 52 umschlossen werden. Der umhüllte Docht kann auch in Form eines zusammenhängenden Streifens hergestellt werden, der einen Streifen aus Dochtmaterial 50 enthält, der von einer Schutzhülle 52 überzogen ist. Der umhüllte Streifen kann später entlang von Linien abgeschnitten werden, die in jedem gewünschten Abstand voneinander liegen können, so dass ein Docht entsteht, der jede erforderliche Länge haben kann und oben und unten offene Enden hat. Es kann selbstverständlich eine beliebige Anzahl von Dochten gleichzeitig umhüllt werden, die Seite an Seite liegen.
Bei einer anderen, in den Fig. 3 und 4 dargestellten, zweckmässigen Ausführungsform eines zusammengesetzten umhüllten Dochtes 82 weist die Anzeigevorrichtung zwei übereinanderliegende Streifen aus Dochtmaterial 50 auf, die voneinander durch eine zwischengelegte Plastikfolie 84 getrennt und von einer Schutzhülle 52 umschlossen sind. Bei Verwendung von zwei oder mehreren verschiedenen Dochtmaterialien 50 mit verschiedenen, genau definierten Absorptionscharakteristiken kann der zusammengesetzte, umhüllte Docht 82 dazu benützt werden, gleichzeitig zwei oder mehrere Eigenschaften einer zu analysierenden Testflüssigkeit zu untersuchen oder aber zur Ermittlung eines genauen Analysenergebnisses, wenn eine spezielle Eigenschaft einer Flüssigkeit mit unbekannter Konzentration oder Beschaffenheit festzustellen ist.
Beispielsweise kann eines der Dochtmaterialien 50 des zusammengesetzten umhüllten Dochtes 82 mit einem geeigneten Anionenaustauscherharz und einem geeigneten Farbindikator, und das andere Dochtmaterial mit einem geeigneten Kationenaustauschharz und einem geeigneten Farbindikator imprägniert sein, wodurch die Alkalität oder Azidität einer unbekannten Testlösung genau bestimmbar ist.
Das Dochtmaterial 50, das bei den umhüllten Dochtkonstruktionen nach den Fig. 1 bis 4 verwendet wird, ist rechteckig ausgebildet und hat im wesentlichen gleichbleibenden Querschnitt, wobei aber Abweichungen hinsichtlich der Porosität und der spleziellen Ausbildung des Dochtmaterials vorgesehen sein können, um seine besonderen Eigenschaften entlang des Dochtes zu verändern. Statt dessen oder zusätzlich hierzu können Veränderungen der Querschnittsfläche oder der Konstruktion des Dochtmaterials durch Anwendung der in den Fig. 5 bis 12 dargestellten Umrissformen vorgesehen werden. Durch diese Massnahmen können in jedem Bereich der Länge oder des Querschnittes des Dochtmaterials definierte oder vorherbe stimmbare Änderungen der Absorptionseigenschaften erzielt werden.
In Fig. 5 ist ein poröses Dochtmaterial 86 dargestellt, das einen verbreiterten rechteckigen Ober- oder Sammelteil 88 aufweist, der mit einem schmäleren rechteckigen Zuführungsteil 90 verbunden ist, der in der Mitte der Unterseite des Sammelteiles 88 angesetzt ist. Ein Dochtmaterial 86 mit der in Fig. 5 gezeigten Form kann ferner auch in einer geeigneten Schutzhülle eingeschlossen sein. Diese Dochtform ist speziell für die Analyse von Flüssigkeiten mit einer verhältnismässig niedrigen Konzentration der zu untersuchenden Komponente geeignet. Dabei wird im Sammelteil 88 ein grosses absorbiertes Volumen aufgenommen, wodurch eine genaue Ablesung auch bei relativ niedrigen Konzentrationen möglich ist.
Durch diese Form entsteht ein handlicher und kompakter Docht, der sich sehneller füllt als ein längerer Docht, von gleichem Gesamtatesorptionsvolumlen, der über seine ganze Länge einen konstanten Querschnitt hat.
Eine weitere Dochtform ist in Fig. 6 gezeigt, in der das poröse Dochtmaterial 92 divergente Seitenkanten hat, wodurch ein Docht entsteht, dessen Querschnittsfläche in Richtung der Flüssigkeitsabsorption progressiv zunimmt. Die Vorteile, die mit einer solchen Dochtform erreicht werden, sind ähnlich den Vorteilen, die das poröse Dochtmaterial 86 nach Fig. 5 bie tet
In Fig. 7 ist ein poröses Dochtmaterial 94 mit sich verjüngender Form dargestellt, bei dem die bogenförmigen Seitenkanten Exponentialkurven darstellen, wodurch eine vorausbestimmbare Änderung der Absorptionscharakteristik des Dochtes entlang seiner ganzen Länge erzielt wird.
In Fig. 8 ist eine weitere Form eines Dochtmaterials 96 veranschaulicht, die eine Alternative zu der Form 86 nach Fig. 5 darstellt. Der poröse Docht 96 nach Fig. 8 umfasst einen oberen oder Sammelteil 98 mit einer Porosität und Absorpltionseigenschaften, die von den Eigenschaften des Zuführungsteiles 100; verschieden sind. Der Zuführungsteil steht in innigem Kontakt mit dem Sammelteil, um die vom Zuführungsteil angesaugte Flüssigkeit an den Sammelteil 98 abzugeben. Bei Absorption von äquivalenten Mengen ergibt das poröse Dochtmaterial 96 eine schnellere Absorption bei relativ kleiner Länge, da ein poröser und dikkerer Sammelteil 98 vorgesehen ist. Nach dem Aufsan- gen der Flüssigkeit wird die Messanzeige erhalten.
Die beiden Teile des Dochtes sind chemisch verschieden behandelt, wodurch eine grössere Anpassungsfähigkeit und Vielseitigkeit an die Analysier-und Messaufgaben ermöglicht wird.
In Fig. 9 ist eine weitere zweckmässige Ausführnngsform eines porösen Dochtmaterials 102 dargestellt, das einen verbreiterten Zuführungsteil 104 aufweist, der mit einem schmäleren Messteil 106 in inniger Verbindung steht oder nahe bei diesem angeordnet ist. Der untere, von einer Schutzhülle umgebene Zuführungsteil 104 kann eine grössere Dichte aufweisen als der Messteil 106 und kann so als Druckpuffer wirken, um die auf das offene untere Ende einwirkende Beaufschlagung einer unter Druck stehenden Flüssigkeit aufzunehmen und so jede Änderung der normalen Absorptionseigenschaften zu verhindern. Auch kann der Zuführungsteil 104 einfach zur Bildung eines Reservoirs verwendet werden, von dem aus der Messteil 106 mit zu testender Flüssigkeit versorgt wird.
Der Zuführungsteil 104 kann auch als chemisches Filter dienen, durch das bestimmte Komponenten einer Flüssigkeit absorbiert werden, um die nachfolgende Messung der zum Messteil 106 geförderten Flüssigkeit oder Flüssigkeitskomponente leichter durchführen zu könnten. Der Zuführungsteil 104 kann auch als physikalisches Filter verwendet werden, um in der zu analysierenden oder zu messenden Flüssigkeit suspendierte feste Teile zurückzuhalten, die andernfalls die Messvorrichtung verunreinigen, verstopfen oder die Genauigkeit der Messanzeige verfälschen würden, die durch den Messteil 106 des Dochtes 102 erfolgt.
In Fig. 10 ist ein poröses Dochtmaterial 108 mit gleichmässiger Rechteckform dargestellt. Dieses Dochtmaterial ent einer dünnen Molekülschicht der Komponente bewirkt wird. Die Flüssigkeitskomponenten werden demgemäss durch die Unterschiede ihrer Adhäsionsaffinität an den Oberflächen getrennt, wobei während des Vordringens der Flüssigkeit im Docht eine fortschreitende Absorption der einen Komponente eintritt.
Das poröse Dochtmaterial kann auch mit geeigneten reaktionsfähigen Stoffen imprägniert sein, um eine bestimmte Reaktion mit einer oder mehreren ausgewählten Komponenten einer Flüssigkeit herbeizuführen. Auch können geeignete Indikatoren einverleibt sein, um die Menge des umsetzbaren Imprägniermittels, das mit einer Flüssigkeitskomponente reagiert hat, oder den Anteil des nicht umgesetzten Imprägniermittels, das übrigbleibt, wenn die Flüssigkeit das Ende des Dochtes erreicht hat, optisch anzuzeigen. Dadurch wird eine unmittelbare quantitative Anzeige der in der Flüssigkeit vorhandenen Menge der betreffenden Komponente erhalten.
Die reagierenden Imprägnierungsmittel können unbeweglich auf der Oberfläche des porösen Dochtma Materials fixiert sein, wo bei einer Reaktion mit einer spe ziellen Komponente oder mehreren Komponenten der absorbierten Flüssigket das Reaktionsprodukt ebenfalls räumlich an die Stelle gebunden bleibt, an der die Reaktion im Docht stattgefunden hat. Ferner kann das reagierende Imprägnierungsmittel innerhalb des Dochtmaterials beweglich angeordnet sein, so dass bei einer Reaktion mit einer oder mehreren Komponenten der absorbierten Flüssigkeit das Reaktionsprodukt mit der Flüssigkeit im Docht weiterbewegt wird.
Ein ortgebundenes Imprägnierungsmittel wird beispielsweise dann erhalten, wenn ein Teil des porösen Dochtmaterials selbst, z. B. durch chemische Abwandlung seiner Beschaffenheit, behandelt wird. So kann z. B. ein Kapillarmaterial auf Zellulosebasis so präpariert werden, dass seine Oberflächen an bestimmten Stellen Komponenten der absorbierten Flüssigkeit reagieren. Dies kann dadurch erreicht werden, dass geeignete Ionenaustauschharze in die Oberflächen des Dochtmaterials eingearbeitet werden oder ein Ionenaustauschharz selbst als poröses Kapillarmaterial (z. B. Ionenaustauschpapier) verwendet wird. Bei einer solchen Beschaffenheit des Dochtes finden die Reaktionen mit den Komponenten an einer festen Stelle des Dochtes statt, wenn die Flüssigkeit vorbeizieht.
Geeignete Indikatoren, die in das poröse Dochtmaterial eingearbeitet sind und ausgewählte Farbeigenschaften haben, können dazu dienen, den reagierenden oder nicht umgesetzten Anteil des Dochtmaterials visuell anzuzeigen. Diese Anzeige kann bequem als Mass für die Menge der Komponente oder Komponenten der absorbierten Flüssigkeit dienen.
Bei Bestimmungen der Konzentration einer in einem Lösungsmittel vorhandenen Substanz kann z. B. ein umhüllter Docht des Nosmaltyps nach Fig. 1 verwendet werden, wobei ein offenes Ende des Dochtmaterials 50 in die Testflüssigkeit eingetaucht wird und die aufgelöste Substanz und das Lösungsmittel vom Docht ausgesaugt werden. Das Verhältnis der Absorptionsstrecken des gelösten Stoffes und des Lösungsmit- tels ist der Menge oder Konzentration der in der Lösung enthaltenen gelösten Substanz proportional.
Dieses Verhältnis bleibt im wesentlichen unabhängig von der aufgesaugten Flüssigkeitsmenge konstant, so dass die Länge des Dochtes keinen Einfluss auf die Anzeige der Konzentration hat und eine grössere Dochtlänge nur insofern zweckmässig ist, als sie eine grössere Ablesegenauigkeit ergibt. Wenn eine sehr hohe Anzeigegenauigkeit erwünscht ist, wird ein verhältnismässig langer Docht oder ein Dochtmaterial verwendet, das eine spezielle Form z.B. Kreisform (Fig. 11) hat, weil dann eine grössere Flüssigkeitsmenge über eine grössere Fläche oder eine längere Strecke aufgesaugt wird.
Um eine einfache Umwandlung in übliche Masseinheiten zu ermöglichen, kann das Dochtmaterial oder die am Docht anliegende Hülle mit einer geeigneten Eichung in dem jeweils gewünschten Massystem versehen sein, so dass der Prozentsatz oder die Molarität eines in einem Lösungsmittel bzw. einer Lösung enthaltenen gelösten Stoffes unmittelbar angezeigt wird.
Das geschilderte Verfahren ist zur Analyse der Konzentration von Lösungen, die einen farbigen gelösten Stoff enthalten, unmittelbar anwendbar. So kann z. B. die Messung der Konzentration einer Farblösung, wie z. B. von in Wasser gelöstem Malachitgrün, unmittelbar in der Weise durchgeführt werden, dass die Steighöhe der grünen Farbe in einem geeichten umhüllten Docht in eine unmittelbare Messung seiner Konzentration in der Wasserlösung umgewandelt wird.
Wenn die Konzentration eines gelösten Stoffes in einer Lösung gemessen werden soll, in welcher der gelöste Stoff oder die den gelösten Stoff enthaltende Mischung der Komponenten farblos sind, wird das Dochtmaterial vorzugsweise mit einem Imprägnierungsmittel behandelt, das auf die Komponente bzw.
Komponenten des zu bestimmenden gelösten Stoffes anspricht. Bei der Messung der Konzentration einer farblosen sauren oder basischen Lösung, z. B. Salzsäure oder Natriumhydroxyd, wird ein geeigneter SäureBa- se-Indikator, z. B. Methylrot oder Phenolphthalein, zur Imprägnierung des Dochtes verwendet, wodurch das Verhältnis der Eindringtiefen oder Eindringstrecken von gelöstem Stoff und Lösungsmittel durch die Ände- rung der Farbe des Indikators sichtbar gemacht wird.
In bestimmten Fällen kann es erwünscht sein, das poröse Dochtmaterial mit zwei oder mehreren Imprägnierungsmitteln zu behandeln. Beispielsweise kann bei der Messung der Konzentration einer Salzlösung, z. B.
Kochsalzlösung, das Dochtmaterial mit einer umsetzbaren Substanz, z.B. Silbernitrat, in Verbindung mit einem Indikator, z.B. Dichlorfluorescin, imprägniert werden. Wenn die Testlösung im porösen Dochtmaterial aufgesaugt ist, findet eine chemische Reaktion zwischen dem Kochsalz und den Imprägnierungsmitteln statt. Diese Reaktion hat einen Farbwechsel des Indikators zur Folge, und zwar bis zu einer Höhe des Dochtmaterials, die der Konzentration der Salzlösung entspricht. Der Docht selbst kann hierbei nach einem geeigneten Messystem geeicht sein.
Für Analysezwecke bestimmte umhüllte Dochte können auch ein poröses Dochtmaterial enthalten, von dem nur ein Teil imprägniert ist. Hierbei ist vorzugsweise jenes Ende des Dochtmaterials, das zuerst mit der Testflüssigkeit zusammengebracht wird, mit einem nicht ortsfest gebundenen, wanderfähigen Imprägnierungsmittel oder einer Gruppe derartiger Imprägnierungsmittel behandelt. Diese Imprägnierungsmittel wandern entsprechend dem Vordringen der Flüssigkeit im Dochtmaterial durch dessen Poren, wobei die vom Imprägnierungsmittel zurückgelegte Strecke den spezifischen Eigenschaften der zu untersuchenden Flüssigkeit entspricht. So kann z.B. die Konzentration ver dünnter Salzsäure durch die Anwendung eines Dochtmaterials aus Whatman-No. 100-Papier , das an der Eintrittsstelle mit einer Indikatorfarbe, wie z.
B.
Bromthymolblau, imprägniert ist, gemessen werden.
Beim Eintauchen des umhüllten Dochtes mit seinem vorbehandelten Ende in die saure Lösung wird der Indikator durch das Dochtmaterial bewegt und die vom Ende des Dochtes aus gerechnete Wegstrecke die ser Bewegung kann unmittelbar gemessen werden, um den spezifischen Säuregehalt der Lösung direkt anzuzeigen.
Wie bereits erwähnt, kann das poröse Dochtmate rial auch mit geeigneten umsetzbaren Stoffen behandelt oder imprägniert werden, die mit einer Komponente oder mehreren Komponenten einer durch den Docht hindurch absorbierten Flüssigkeit selektiv reagieren, jedoch entlang des Weges der Flüssigkeit im wesentlichen festgehalten sind. Dadurch wird bewirkt, dass die mit dem Imprägnierungsmittel reagierende Kompo neunte oder Komponenten an dem Ort des stationären Imprägnierungsmittels oder in der Nähe desselben im wesentlichen festgehalten werden. Beispiele solcher unbeweglicher oder stationärer Imprägnierungsmittel sind Ionenaustauschharze, die in ein poröses kapillares Dochtmaterial, z.
B. Reeve Angel SB-2 -Anionenaus- tauschpapier und Reeve Angel SA-2-Kationenpapier oder Whatman -Aminoäthylzellulose-Anionenaus- tauschpapier, eingebettet sind. Im Whatman -Anio- nenaustauschpapier sind die Zellulosemoleküle selbst so verändert, dass sie als Ionenaustauscher wirken. Bei dieser Verfahrensweise werden die Anionen oder Kationen der im Docht aufgesaugten Flüssigkeit durch den Ionenaustauschvorgang fortlaufend verdrängt.
Die Eindringtiefe und die Reaktion der Anionen in jenem Zeitpunkt, in dem die Flüssigkeit in das poröse Dochtmaterial vollständig eingedrungen ist oder eine vorbestimmte Stelle im Docht erreicht hat, ist der Konzentration der Anionen in der Testflüssigkeit proportionaL
Eine spezielle Ausführung eines für Analysezwecke bestimmten Dochtes der vorstehend angegebenen Art, der ein Dochtmaterial mit Anionenaustauscheigenschaften enthält, wird aus einem Streifen aus Reeve-Angel-SB-2 > -Anionenaustauschpapier erhalten, das nach Oberführung in die Hydroxydform mit einer Schutzhülle versehen wird. Das nicht umhüllte Ende des Dochtes wird in eine Säurelösung, z. B.
Salzsäure, getaucht und hierbei liefert ein im Dochtmaterial enthaltener Säureindikator eine deutliche Anzeige, indem jener Teil des Dochtes, der gesättigt ist oder vollständig mit den Ionen der Testlösung reagiert hat, seine Farbe ändert. Dieser Teil des Dochtes enthält noch nicht umgesetzte Anionen, die durch die sich aufwärts bewegende Testlösung nachgeliefert werden, wodurch eine Farbanzeige in einem Abschnitt hervorgerufen wird, der vom vordersten Teil der vorrückenden Flüssigkeit, die im wesentlichen neutral und frei von anzeigenden Ionen ist, weil diese vorher durch das Ionenaustauschharz entfernt worden sind, in Abstand liegt.
Eine genaue Anzeige der Konzentration der Salzsäure ergibt sich durch das Verhältnis der verschieden gefärbten Dochtteile, in jenem Zeitpunkt, in welchem die im wesentlichen neutrale Flüssigkeit das Ende des Dochtes oder eine vorbestimmte Stelle im Docht erreicht.
Der Vorteil der Anwendung eines Ionenaustauschpapieres beruht darauf, dass die Steighöhe der Säure im Dochtmaterial gegenüber einem Dochtmaterial ohne Ionenaustausch vermindert wird. Dies ist darauf zurückzuführen, dass das Ionenaustauschharz die Säure auf eine kleinere Fläche konzentriert und infolgedessen eine höher konzentrierte Testlösung mit einem relativ kleineren Docht genau analysiert werden kann.
Umhülle Dochte können mit ebenso zufriedenstel- lendem Ergebnis auch zum Analysieren von in Gasen enthaltenen Bestandteilen verwendet werden. Zu diesem Zweck kann ein umhüllter Docht verwendet werden, der ein poröses Dochtmaterial enthält, das z. B. aus Whatman No. 100 > -Filterpapier besteht. Bei einer Analyse zur Bestimmung des Gesamtgehaltes an Wasserdampf oder Feuchtigkeit in der Luft kann das poröse Dochtmaterial des umhüllten Dochtes beispielsweise mit einem hygroskopischen Material wie Lithiumchlorid oder Kalziumchlorid, das einen auf Wasser ansprechenden Indikator, wie z. B. das Karl Fischer Reagens , enthält, verwendet werden.
Das obere Ende des umhüllten Dochtes ist mit einer Öffnung versehen, in welches das Ansaugende einer Kolbenspritze oder Pumpe eingesetzt werden kann, um ein vorbestimmtes Luftvolumen durch das Dochtmaterial hindurchzusaugen. Beim Durchgang der Luft durch das Dochtmaterial wird der Wasserdampf im Docht kontinuierlich absorbiert, wobei die Absorption am Einlassende des ein hygroskopisches Material enthaltenden Dochtes beginnt und eine Farbanzeige hervorruft. Da die Absorption am Einlassende des Dochtes beginnt und mit der fortschreitenden Sättigung des hygroskopischen Materials nach oben wandert, ergibt die fortschreitend nach oben gerichtete Wanderung der Farbanzeige entlang dem umhüllten Docht unmittelbar eine Angabe über den in einer bestimmten Probenmenge Luft enthaltenden Feuchtigkeitsgehalt.
Für Ablesezwecke kann entweder auf dem Dochtmaterial selbst oder auf der den Docht umgebenden Schutzhülle eine entsprechende Skala angebracht werden. Diese Skala kann für ein bestimmtes Probenvolumen z. B.
Gewichtsprozente, prozentualen Feuchtigkeitsgehalt usw. angeben.
Eine weitere spezielle Anwendung eines umhüllten Dochtes der erläuterten Art ergibt sich bei der Bestimmung des Frischheitsgrades von Milch im Zeitpunkt ihrer Anlieferung vom Erzeuger. Wegen der bisher zu einer richtigen Untersuchung des Frischezustandes von Milch notwendigen komplizierten Analyseverfahren und der hierfür erforderlichen Ausrüstung musste jede einzelne Milchlieferung auf dem Transportweg so lange abgesondert gehalten werden, bis im Milchlaboratorium der Verwertungsanlage die einzelnen Teilliefermengen genau analysiert werden konnte.
Andernfalls konnte es vorkommen, dass beim Zusammengiessen aller angelieferten Milchmengen in den Behälter eines die Sammelroute befahrenden Tankwagens dessen ganzer Inhalt verunreinigt oder verdorben werden konnte, wenn während des Einsammelns der Milch eine Lieferung saurer oder verdünnter Milch zugemischt wurde, deren Zustand wegen der Undurchführbarkeit einer Analyse nicht überprüft werden konnte. Bei der Prüfung des Frischezustandes der Milch kann der Stand der bakteriologischen Entwicklung aus dem Säuregehalt der Milch erschlossen werden, weil eine fortschreitende Verschlechterung der Milch ein entsprechendes progressives Anwachsen des Säuregehaltes der Milch zur Folge hat. Zur genauen Analyse jeder einzelnen Milchlieferung kann mit Vorteil ein umhüllter Docht verwendet werden.
Infolge der einfachen Anwendung kann der die Milch einsammelnde Lastwagenfahrer jede Lieferung vor dem Eingiessen in den Tank selbst überprüfen.
Bei einem typischen Beispiel eines Indikators zur Anzeige des Frischezustandes der Milch ist in die Umhüllung ein Streifen von Kapillarpapier eingeschlossen, der vorher mit einer zehnprozentigen Lösung von Ätznatron vorbehandelt worden ist, um die dem Papier einverleibten Zusätze, wie Amberlitharz, in die Hydroxydform überzuführen, wobei das Papier später mit reinem klaren Wasser ausgewaschen und dann getrocknet wird. Das getrocknete Papier wird anschliessend mit einer 1 5/obigen Lösung eines Methylrot-Indikators in einem alkoholischen Lösungsmittel imprägniert und getrocknet. Der Papierstreifen wird dann zwischen zwei Lagen aus 0,2 mm dicker Polyvi nylchloridfolle eingeschlossen, die eine undurchlässige Schutzschicht um den Papierstreifen bildet.
Beim Prüfen einer Milchlieferung wird das freigelegte Ende des umhüllten Dochtes 54 in die Milch eingetaucht. Die Höhe bis zu der die rosarote Verfärbung des Dochtmaterials ansteigt, wenn das geschlossene Ende des Dochtes von der Flüssigkeit erreicht ist, zeigt den Säuregehalt und damit den Frischheitsgrad der Milch an. Durch Eichen eines speziellen Dochtmaterials mit Säurelösungen mit bekanntem und progressiv ansteigendem Säuregehalt können Dochte mit Skalen versehen werden, bei denen der Abstand des Randes des gefärbten Bereiches vom Dochtende ein Mass für den Frischezustand oder für das bakteriologische Wachstum in der Milch ist. Dadurch ist eine schnelle, einfache und genaue Analyse der Milch möglich.
Das vorstehend beschriebene Verfahren kann zur Analyse jeder speziellen Flüssigkeit verwendet werden, wenn mehrere Testlösungen mit verschiedenen Konzentrationen oder Säuregehalten hergestellt werden und dann für jede Testlösung die Beziehung zwischen der Wanderungshöhe des gefärbten Bereiches und der Dochthöhe bzw. dem Dochtende ermittelt wird. Das poröse Dochtmaterial kann verschiedene Formen haben, z. B. eine Kreisform gemäss Fig. 11 oder eine zusammengesetzte Form nach Fig. 9, wobei der Zuführungsteil 104 als physikalisches Filter dient, durch das ein Verstopfen des Messteils 106 des Dochtes durch in der Flüssigkeit suspendierte Stoffe verhindert wird.
In Übereinstimmung mit den bei den vorstehend erläuterten Ermittlungen festgestellten Beziehungen können umhüllte Dochte geeicht und mit Skalenlinien bedruckt werden, wonach die Dochte fallweise für genaue Analysen der Konzentration oder des Säuregehaltes einer Reihe von Flüssigkeiten verwendet werden können.
Wie bereits weiter oben erwähnt worden ist, kann der umhüllte Docht mit einem mit ihm zusammenhängenden Behälter versehen sein, aus dem dem porösen Dochtmaterial Flüssigkeit zugeführt werden kann. Ein Docht dieser Ausführung ist insbesondere für Anzeigevorrichtungen geeignet, die zur Messung von Parametern, wie Zeit, Zeit-Temperatur-Beziehung o. dgl. verwendet werden, wobei die dem porösen Docht zugeführte Flüssigkeit genau festgelegte physikalische Eigenschaften aufweist.
Die Anzeigevorrichtung kann hierbei zweckmässig mit einem Behälter, der eine Flüssigkeit mit genau vorbestimmten Eigenschaften enthält, mit einem Leitungskanal, der dem Behälter mit einer ausgewählten Stelle des Kapillarmaterials verbindet, und mit einem Ventil versehen sein, durch das der Verbindungskanal geöffnet werden kann, so. dass die Flüssigkeit aus dem Behälter austreten und zunehmend vom Kapillarmaterial absorbiert werden kann.
Eine geeignete Anzeigevorrichtung zur Messung eines bestimmten Parameters kann in der Weise konstruiert werden, dass die Gleichförmigkeit oder Ände- rung der Saugfähigkeit bzw. Saugfunktion des Dochtes oder der Geschwindigkeit einer Flüssigkeit entlang des porösen Dochtmaterials als Folge von Änderungen sowohl der Dochtform, als auch der Porosität in bestimmten Dochtabschnitten beeinflusst werden, um die gewünschten Ergebnisse zu erhalten.
Die Auswahl eines speziellen Dochtmaterials und einer speziellen Flüssigkeit zur Durchführung einer Messung wird durch die Anwendung folgender mathematischer Beziehung erleichtert. h2 s t n
In dieser Formel bedeuten: h den Abstand oder die Höhe der Flüssigkeit im
Docht (1) t die Zeit (t) s die Oberflächenspannung der Flüssigkeit (mt-2) n die absolute Viskosität der absorbierten Flüssig keit (m1-lt-1) K einen Wert mit der Dimension einer Länge (1), der von der chemischen Beschaffenheit und der Straktur des Dochtmaterials abhängt.
Nach der vorstehenden mathematischen Beziehung können ein Docht mit bekannten Eigenschaften und eine Flüssigkeit, deren physikalische Eigenschaften bekannt sind, dazu benutzt werden, um eine Anzeigevorrichtung genau zu eichen, mit der sowohl Parameter, wie Zeit, Temperatur, Temperatur-Zeit-Beziehungen, Viskosität und Oberflächenspannung, gemessen, als auch verschiedene qualitative Analysen durchge führt werden können.
Die beschriebene Dochtkonstruktion mit einer vorbestimmten Porosität und geometrischen Gestalt kann in Kombination mit einer Flüssigkeit mit bekannten physikalischen Eigenschaften für eine grosse Anzahl verschiedener Anzeigevorrichtungen verwendet werden, wobei gegebenenfalls das Dochtmaterial durch Einverleiben geeigneter Farbindikatoren oder Imprägnierungsmittel in das poröse Dochtmaterial und die Lösung durch Zusatz solcher Mittel so abgewandelt werden kann, dass eine zufriedenstellende Anzeige und Viskositätskontrolle erhalten werden kann.