CH684503A5

CH684503A5 - Messkammer zur Messung der Gas- und/oder Dampfdurchlässigkeit von Prüflingen.

Info

Publication number: CH684503A5
Application number: CH287692A
Authority: CH
Inventors: Georges H Dr Lyssy
Original assignee: Georges H Dr Lyssy
Priority date: 1992-09-11
Filing date: 1992-09-11
Publication date: 1994-09-30

Description

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CH 684 503 A5

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Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Messkammer zur Messung der Gas- und/oder Dampfdurchlässigkeit von Prüflingen aus in allen Richtungen durchlässigen, dicken Schichten, bestehend aus einem Messkammerunterteil und einem Messkammeroberteil, in dem ein Messfühler untergebracht ist oder in Wirkverbindung steht, wobei der Messkammeroberteil über Stutzen mittels Ventilen zur Durchspülung verschliessbar ist.

Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der CH-A 474 763 bekannt. In jenem Patent ist ein Verfahren beschrieben, welches von einer Messkammer der eingangs genannten Art Gebrauch macht. Der Messkammeroberteil und der Messkammerunterteil weisen bei der bekannten Ausführung je einen planen, radial nach aussen gerichteten Flansch auf. Die Prüflinge, insbesondere Folien aus Materialien unterschiedlichster Art, werden zwischen Messkammeroberteil und Messkammerunterteil so eingelegt, dass sie die beiden Kammerteile vollständig trennt und zwischen den genannten Flanschen dichtend gehalten ist. Der eingespannte Prüfling bildet somit, das vom Dampf zu durchdringende Diaphragma im unteren Messkammerteil wird eine Flüssigkeit eingegeben, wodurch hier unterhalb des Prüflings ein höherer Dampfpartialdruck aufgebaut wird. Der obere Messkammerteil wird vor der Messung über Stutzen mit trockener Luft durchspült, um so hier einen Raum mit niedrigem Dampfpartialdruck zu erzeugen. Der Feuchtfühler befindet sich in diesen Raum mit niedrigerem Dampfpartialdruck und weist mit der feuchten empfindlichen Schicht gegen den Prüfling. Mit Hilfe eines Widerstandsmessgerätes, welches je nach Art des verwendeten Fühlers eventuell einen elektronischen Verstärker aufweist, wird nun die relative Feuchte oberhalb des Prüflings ständig gemessen und bei Erreichen eines vorgegebenen, einstellbaren Messwertes eine Zeitmessvorrichtung in Gang gesetzt und beim Erreichen eines zweiten Messwertes diese Zeitmessvorrichtung angehalten und somit die Zeit gemessen, welche zur Erreichung der relativen Feuchte (entsprechend einer Erhöhung des Dampfpartialdruckes) um einen genau definierten Betrag notwenig ist. Dieses Verfahren hat sich seit vielen Jahren zur Messung der Dampfdurchlässigkeit von Folien vielfach bewährt.

Auch für die Messung der Dampfdurchlässigkeit von Prüflingen aus in allen Richtung durchlässigen, dicken Schichten wurde das Gerät eingesetzt. Bekanntlich verhält sich die Dampfdurchlässigkeit durch ein Material potential zur Dicke des Materia-les. Handelt es sich sobei beim Prüfling, um ein dünnschichtiges Material, so ist der Weg durch die Folie zwischen den beiden Flanschen nach aussen um ein Vielfaches weiter als der gerade Weg durch die Folie vom Messkammerunterteil zum Messkammeroberteil. Die Ungenauigkeit der Messung wegen Dampfdurchlass von der Messkammer nach aussen ist somit völlig irrelevant. Diese Verhältnisse treffen jedoch nicht mehr zu, wenn die Prüflinge eine gewisse Dicke überschreiten. Folglich war man gezwungen, die Ränder des Prüflings im Bereich zwischen den Flanschen der beiden Messkammerteile abzudichten. Dies geschah beispielsweise dadurch, dass man einen Wachsmantel um die umlaufende Kante des Prüflings anbrachte. Dies ist nicht nur mit einem erheblichen Aufwand verbunden, sondern verlangt auch vom Laborpersonal eine saubere und exakte Arbeit. Entsprechende Fehler konnten kaum vollständig vermieden werden.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Messkammer zu schaffen, welche den Einsatz des bekannten Verfahrens ermöglicht für die Messung von Prüflingen aus in allen Richtungen durchlässigen, dicken Schichten, wobei die eingangs beschriebenen Nachteile behoben sein sollen.

Dank dieser Anordnung kommuniziert der Prüfling überhaupt nicht mehr mit der Atmosphäre ausserhalb der Messkammer. Die Halterung des Prüflings zwischen der ringförmigen Anpressfläche am Messkammerunterteil und dem höhenverstellbaren Elevationsringes erlaubt nunmehr die Messung von Prüflingen jeglicher Dicke. Weitere vorteilhafte, er-findungsgemässe Ausgestaltungsformen des Erfindungsgegenstandes gehen aus den abhängigen Patentansprüchen hervor und sind anhand der nachfolgenden Beschreibung erläutert.

In der einzigen, beiliegenden Figur ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes im Schnitt dargestellt.

Die eigentliche Messkammer besteht aus einem Messkammeroberteil 1 und einem Messkammerunterteil 2, die direkt dichtend aufeinanderliegen. Der Messkammeroberteil entspricht in seinem generellen Aufbau jenem der bekannten Messkammern. Der Messkammeroberteil ist hier aus einem Metallring 10 geformt, der an seiner unteren Grundfläche und in einen nach innen ragenden Flansch 11 mündet. Auf dem Metallring 10 liegt ein isolierender Deckel 14, der sowohl elektrisch, wie auch thermisch isolierend ist. Dieser Deckel 14 wird von zwei Messkontakten 13 durchsetzt, welche mit dem Messfühler 12 elektrisch verbunden sind und diesen auch oberhalb des Flansches 11 halten. Die in den Bereich kurz unterhalb des Messfühlers 12 in den Messkammeroberteil 1 mündenden Stutzen liegen ausserhalb der Schnittebene und sind daher nicht erkennbar. An den Stutzen schliessen Ventile an, die die Einlass- und Auslassöffnung der Stutzen verschliessen beziehungsweise öffnen damit der Bereich der Messkammer oberhalb des Prüflings mit getrockneter Luft durchgespült werden kann. Der isolierende Deckel 14 kann mit dem Metallring 10 verklebt und/oder verschraubt sein. Auf den Deckel 14 liegt eine eingelassene Druckplatte 15. Auf diese kann mittels einer Druckschraube 16, die mittels einem Sterngriff 17 betätigbar ist, Druck ausgeübt werden. Hierdurch wird der gesamte Messkammeroberteil 1 auf den Messkammerunterteil 2 gepresst.

Der Messkammerunterteil 2 steht auf einer Grundplatte 3, die gleichzeitig den Boden des Messkammerunterteiles bildet. Der Aussendurch-messer der Grundplatte ist grösser als der Aussen-durchmesser des Messkammerunterteiles 2. Auf der Grundplatte 3 sind beidseitig zwei Säulen 4 befe-

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stigt, die sich über die gesamte Höhe der Messkammer hinaus erstrecken und die oben durch eine Querstrebe 5 miteinander verbunden sind. Die vorher beschriebene Druckschraube 16 durchsetzt diese Querstrebe 5. Die umlaufende Wand des Messkammerunterteiles 2 wird durch einen zylindrischen Rohrabschnitt 20 gebildet. Der Rohrabschnitt 20 steht lose, aber dichtend auf der Grundplatte 3 oder ist mit dieser einstückig verbunden. Am oberen Ende des Rohrabschnittes 20 ist eine radial nach innen ragende, ringförmige Anpressfläche 21 vorhanden, die aus einem am Rohr angeformten Flansch 22 gebildet ist. Dieser Flansch 22 weist mindestens annähernd die gleichen Dimensionen, wie der Flansch 11 am Messkammeroberteil 1 auf. Der Prüfling 27 liegt während der Prüfphase mit seiner Oberfläche an der Anpressfläche 21 an.

Dies wird mittels einem Elevationsring 24 bewirkt, der ein Aussengewinde aufweist, welches mit einem Innengewinde 23 an der Innenwand des zylindrischen Rohrabschnittes 20 zusammenwirkt. Hiermit lässt sich ein Prüfling 27 beliebiger Dicke an die Anpressfläche 21 des Flansches 22 andrücken. Zur Dichtung des Prüflings gegenüber dem darunter befindlichen Hohlraum ist auf der Oberfläche des Ele-vationsringes 24 eine Flachdichtung 29 angebracht. Zur Dichtung des Prüflings 27 gegenüber dem Hohlraum im Messkammeroberteil 1 ist in der Anpressfläche 21 eine Dichtung 28 eingelegt. In der Messkammerwand kann zudem im oberen Bereich ein Luerlockanschluss 29 vorgesehen sein. Über diesen Anschluss kann zusätzlich auch noch Dichtungsmasse eingebracht werden, falls dies erwünscht ist. Im einfachsten Fall kann der Hohlraum im Messkammerunterteil 2 direkt mit Flüssigkeit gefüllt sein, um so unterhalb dem Prüfling 27 einen höheren Partialdampfdruck zu erzeugen. Im hier dargestellten Beispiel jedoch ist die entsprechende Flüssigkeit in einer Schale 31, untergebracht. Die Schale 31 welche einen Durchmesser hat, der grösser als der Innendurchmesser des Elevations-ringes 24 ist, wird hier mittels einem Druckorgan 30 gegen den Elevationsring 24 gepresst. Eine Gummiringdichtung 26 an der Oberkante der Schale 31 dichtet die Schale gegen den Elevationsring 24 hin ab. Das Druckorgan 30 kann verschieden gestaltet sein. Dies kann beispielsweise eine einfache Feder oder, wie hier dargestellt, eine Rondelle aus gummielastischem Schaumstoff sein. Die Grundplatte 3 steht hier auf Gummifüsschen 33.

Neben der hier beschriebenen bevorzugten Ausführung sind verschiedene Variationen möglich. So kann beispielsweise auch der Elevationsring 24 mittels einer spiralförmigen Druckfeder, welche etwa den Durchmesser entsprechend dem Innenmass der Messkammer hat, gegen den Prüfling gedrückt werden. Die Anpressfläche 21 könnte auch statt aus einem einstückig mit dem Rohrabschnitt 22 verbundenen Flansch durch einen von oben eingeschraubten Ring gebildet sein. Um einerseits das Druckorgan 30 und andererseits die Dichtung 26 zu vermeiden, wäre es auch möglich, die Schale 31 zusammen mit dem Elevationsring 24 aus einem Stück zu fertigen.

Die hier dargestellte Lösung garantiert ein äusserst exaktes Messresultat. Die Ränder des Prüflings 27 brauchen nicht mit Wachs abgedichtet werden. Auch der Zuschnitt des Prüflings 27 bedarf keiner hohen Präzision. Wesentlich ist nur, dass der Prüfling 27 so gross geschnitten ist, dass er überall dichtend an die Anpressfläche 21 des Flansches 22 und an den Elevationsring 24 anliegt. Der Anpressdruck des Prüflings 27 kann relativ klein gehalten werden, so dass der Prüfling 27 auch, wenn dieser aus relativ weichem oder porösem Material besteht, nicht beschädigt wird. Der Dichtdruck zwischen Messkammeroberteil 1 und Messkammerunterteil 2 erfolgt völlig unabhängig vom Druck, der auf den Prüfling ausgeübt wird. Dies steht im krassen Gegenteil zu den bisher bekannten Messkammern.

Die neu gestaltete Messkammer verändert das bisher bekannte, bestens bewährte Messverfahren in keiner Weise.

Claims

Patentansprüche

1. Messkammer zur Messung der Gas- und/oder Dampfdurchlässigkeit von Prüflingen (27) aus in allen Richtungen durchlässigen, dicken Schichten, bestehend aus einem Messkammerunterteil (2) und einem Messkammeroberteil (1), in dem ein Messfühler (12) untergebracht ist oder in Wirkverbindung steht, wobei der Messkammeroberteil (1) über Stutzen mittels Ventilen zur Durchspülung verschlies-sbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Messkammerunterteil (2) eine ringförmige Anpressfläche (21) aufweist, die zur peripheren Anlage eines Prüf-linges (27) dient, der von unten durch einen im Messkammerunterteil (2) höhenverstellbaren Elevationsring (24) an die genannte Anpressfläche (21) gehalten ist, und dass ferner im Messzustand Messkammeroberteil und -unterteil dichtend aufeinan-derliegen.

2. Messkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Messkammerunterteil (2) die Form eines Rohrabschnittes (20) hat und die ringförmige Anpressfläche ein in das Rohrinnere ragender mit der Oberkante des Messkameruntertei-les mindestens annähernd bündiger Flansch (22) ist.

3. Messkammer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Messkammerunterteil (2) ein Innengewinde (23) aufweist, welches mit einem Aussengewinde auf den höhenverstellbaren Elevationsring (24) kämmt.

4. Messkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der unteren Messkammer (2) eine zylindrische Schale (31) zur Aufnahme einer Flüssigkeit angeordnet ist, deren Durchmesser grösser als der Innendurchmesser des Elevations-ringes (24) ist, und dass unter dieser Schale (31) ein federndes Druckorgan (30) im Messkammerunterteil angeordnet ist, welches die Schale an den Elevationsring drückt.

5. Messkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Elevationsring (24) fest damit verbunden eine Schale zur Flüssigkeitsaufnahme angeordnet ist.

6. Messkammer nach Anspruch 4, dadurch ge-

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kennzeichnet, dass das unter der Schale (31) im Messkammerunterteil (2) angeordnete Druckorgan (30) eine Feder ist.

7. Messkammer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das unter der Schale (31) im Messkammerunterteil angeordnete Druckorgan (30) eine gummieelastische Schaumstoffrondelle ist.

8. Messkammer nach Anspurch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Anlagefläche (21) des nach innen kragenden Flansches (22) am Messkammerunterteil (2) eine Dichtung (28) eingelegt ist.

9. Messkammer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Messkammeroberteil (1) aus einem Metallring (10) besteht, der einen nach innen kragenden, mit dem Flansch (22) am Messkammerunterteil (2) deckungsgleichen Flansch (11) aufweist, wobei in den Ring eine mit diesem verschraubten Deckel (14) aus isolierendem, dichtendem Material lagert, an dem über Messkontakte (13) der Messfühler (12) gehalten ist.

10. Messkammer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Flansch (11 ) des Messkammeroberteiles (1) und dem Flansch (22) des Messkammerunterteiles (2) eine Dichtung eingelegt ist.

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