DD222960A1 - Vorrichtung zur schichtdickenmessung von quellfaehigen substanzen bei einseitiger benetzung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Schichtdickenmessung von quellfaehigen Substanzen bei einseitiger Benetzung, insbesondere zur Durchfuehrung von Sorptionsmessungen und Stoffdurchgangsmessungen von Mehrschichtverbaenden. Ziel und Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer einfachen Vorrichtung zur Schichtdickenmessung von quellfaehigen Substanzen bei einseitiger Benetzung, die quellungsstatische und quellungskinetische Untersuchungen sowie Stoffdurchgangsmessungen von Mehrschichtverbaenden ermoeglicht, bei der ein staendiger Transport von Quellfluessigkeit zur quellfaehigen Substanz gewaehrleistet ist, ohne dass Stoerungen der Grenzflaeche Quellfluessigkeit - quellfaehige Substanz erfolgen. Erfindungsgemaess besteht die Vorrichtung aus einem Quellfluessigkeitsbehaelter, in dem ein poroeser Koerper auf Distanzhaltern zwecks vollstaendigem Kontakt mit der Quellfluessigkeit lagert. Auf dem poroesen Koerper befindet sich die quellfaehige Substanz auf der der bewegliche Teil eines induktiven Wegaufnehmers so lagert, dass bei dem einseitigen Kontakt der quellfaehigen Substanz mit der Quellfluessigkeit ueber den poroesen Koerper ein Messsignal durch den induktiven Wegaufnehmer und einer Messeinheit aufgenommen und anschliessend registriert wird.

Description

Titel der Erfindung

Vorrichtung zur Schichtdickenmessung von quellfähigen Substanzen bei einseitiger Benetzung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur.Schichtdickenmessung von quellfähigen Substanzen bei einseitiger Benetzung» sie ist anwendbar bei Sorptionsmessungen von quellfähigen substanzen sowie bei Stoffdurchgangsmessungen von Mehrschichtverbänden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Für die Messung der Filmeigenschaft "Quellung" steht bisher keine in allen Belangen befriedigende Meßvorrichtung zur Verfügung·

Die Standardmethode zur charakterisierung der Quellungseigenschaften getrockneter Begußschichten ist die gravimetrische Bestimmung der Flüssigkeitsaufnahme (Z· wiss. Phot. 62(1968)5, 101-107). Hierbei handelt es sich um ein Verfahren, bei dem durch Differenzwägungen von iPilmstreii'en definierter Größe im trockenen und gequollenen Zustand die Flüssigkeitsaufnahme und daraus die Vertikalquellung ermittelt werden. Diese Methode ist bei Vorhandensein einer entsprechenden Wägetechnik überall anwendbar. Die entscheidenden Kachteile dieser Methode sind, daß sie ungenau und sehr aufwendig ist sowie kinetische Messungen, z.B. die kontinuierliche Erfassung der Schichtdickenänderung einer Filmschicht während der Quellung, nicht möglich sind.

Eine aridere Art zur Bestimmung der -Ve-rtikalquellung ist die Dickenmessung der Begußschiehten im trockenen und im nassen zustand, um dann aus Bilanzen auf die flüssigkeitsaufnahme zu schließen. Alle zur üchichtdiekenmessung geeigneten Keßprinzipien sind bei dieser Art der Quellungsmessung anwendbar.

Die Dickenmessung von Dünnschnitten (DE-PS 1046 898) fotografie cner B-eguß.schichten im trockenen und nassen Zustand ist relativ aufwendigj

kinetische Untersuchungen sind ebenfalls nicht möglich.

Die Methode der Reflexion eines Lichtstrahles an der Oberfläche einer Begußschieht (DB-OS 1962 359) beinhaltet eine Mehrzahl von Störgrößen· Eine optische Methode, die Bestimmung des Brechungsindexes von G-elätineschichten bei Anwesenheit von Silberhalogeniden (Phot. Sei. Eng. 16(1972)5, 349-351)» läßt sich nicht immer anwenden.

Mit der Entwichtung der Lasertechnik und deren Anwendung zur SchichtdlekenbeStimmung (z· fiz.chim. 62(1968)2, 558-561) steht zwar ein genaues Verfahren zur Verfugung, die gerätetechnischen Voraussetzungen sind jedoch viel zu hoch.

Die"Anwendung von Taststiften, die in die Schicht eingedrückt werden, .

(DE-PS'836 253, DE-PS 930 898) kommt wegen der Genauigkeit der Meßergebnisse nicht in Frage, da die Begußschieht im gequollenen Zustand nur wenig mechanisch belastbar ist.

Schon die Konstruktion der Taststifte kann relativ kompliziert sein (DD-IP 52 221).

Eine weitere Meßmethode ist die pneumatische Dickenmessung nach dem System Düse-Prallplatte (DD-^TP 45 637, DE-OS 2 007 614).

Einen Portschritt der Quellungsmeßtechnik in der fotoche-

• - 3 -

mischen Industrie stellt die Anwendung der statischen Druckmessung einer über die Begußschicht strömenden Quellflüssigkeit dar (DD-WP 140 285) j jedoch wird die Genauigkeit noch von zu vielen Störgrößen wie u.a» Unterschieden in der Schichtdicke.der trockenen Begußscnicht oder* Druckschwankungen des strömenden Mediums "beeinfluß? kinetische Messungen sind nicht möglich·

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Schichtdickenmessung von quellfähigen Substanzen bei einseitiger Benetzung, insbesondere zur Bestimmung der Vertikalquellung von.quellfähigen Substanzen und von Stoff dur chgangsmes sungen von Mehrschichtverbänden so zu rerbessern, daß es möglich wird, sowohl die statischen Endwerte als auch den kontinuierlichen zeitlichen Verlauf der Quellflüssigkeitsaufnahme zu bestimmen, ohne daß eine Beeinflussung der Grenzfläche Quellflüssigkeit quellfähige Substanz erfolgt und die dem bekannten Stand der Technik anhaftenden Mängel wie üngenauigkeit der Meßergebnisse, hoher apparativer Aufwand, keine einheitliche' Benetzung durch mechanische Störungen, keine Möglichkeit quellungskinetischer Untersuchungen sowie keine Möglichkeit von Stoffdurchgangsmessungen von Mehrschichtverbänden und Störungen infolge von unterschieden in der Schichtdicke der trockenen Begußschicht oder Druckschwankungen des strömenden Mediums zu beseitigen·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die.Aufgäbe zugrunde, eine Vorrichtung zur Schichtdickenmessung von quellfähigen Substanzen bei einseitiger Benetzung zu entwickeln, die die Mängel der bekannten technischen lösungen beseitigt·

Erfindunggemäß besteht die Vorrichtung aus einem Behälter für Quellflüssigkeit in dem ein poröser Körper auf Distanz- · haltern zwecks vollständigem Kontakt des porösen Körpers mit der Quellflüssigkeit lagert· -

Auf dem porösen Körper "befindet sich, die quellfähige Substanz auf der der bewegliche Teil eines induktiven Wegaufnehmers so lagert, daß "bei dem einseitigen Kontakt der quellfähigen Substanz "mit der Quellflüssigkeit über dem porösen Körper ein Meßsignal durch den induktiven Wegauf- ^ nehmer und der entsprechenden Meßeinheit aufgenommen und anschließend registriert wird. Als poröse Körper können Sintermetalle ₉ Glasfritten'oder keramische Massen eingesetzt werden» vor Beginn einer Sorptions- oder Stoffdurchgangsmessung ist das Meßgerät zur induktiven Messung der Längenänderung mit der zu untersuchenden quellfähigen Substanz abzugleichen, wobei im Quellflüssigkeitsbehälter, noch keine Quellflüssigkeit vorhanden ist»

Erst nach dem Abgleichen und der Herstellung der Betriebsbereitschaft der Apparatur erfolgt die Zugabe der Quellflüssigkeit «

Während der Sorptions- oder Stoffdurchgangsmessung erfolgt ein kontinuierliches Aufzeichnen der Schichtdickenänderung; nach Beendigung der Quellung liegen die statischen und kinetischen Meßwerte vor· . ,

Ausführungsbeispiel ^

Die Vorrichtung wird an einem Beispiel dargelegt· in figur 1 wird die erfindungsgemäße Vorrichtung bestehend aus dem Behälter für Quellflüssigkeit' 1, dem porSsen Körper 2j, der auf zwei Distanzhaltern-5 lagert, auf dem sich der Probenkörper 4 befindet sowie dem induktiven Wegaufnehmer 5, dessen beweglicher Teil den Probenkörper 4 plan auf dem porösen Körper 2 hält und dessen Verschiebung bei Quellung des Probenkörpers 4 eine, Signaländerung im Trägerfrequenz -Meßgerät 6 bewirkt, die,durch das 'Registriergerät 7 aufgezeichnet wird, zur Bestimmung der quellungsstatischen und quellungskinetischen Meßwerte angewendet· Vor Beginn der Messungen wurde das Meßgerät 6 zur induktiven Messung der Schichtdickenänderung des Probenkörpers abgeglichen, ^ ','.'.

".-; . - 5 -

wobei im Quellflüssigkeitsbehälter 1 noch keine Quell— flüssigkeit 8 vorhanden war.

Nach dem Abgleichen und der Herstellung der Betriebsbereitschai't des Registriergerätes 7 erfolgte die Zugabe der Quellflüssigkeit 8, und die Durchführung des Meßvorganges.

Claims (2)

1. Erfindungsanspruch ,

   . vorrichtung zur Schichtdickentaeösung von quellfähigen Substanzen bei einseitiger Benetzung, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Behälter für Quellflüssigkeit auf Distanshaltern ein planer poröser Körper gelagert ist, dessen Oberfläche aus der Quellflüssigkeit herausragt und auf dem die Probe aufliegt.
2. 2«, vorrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der poröse Körper aus Sintermetallen, Glasfritten oder keramischen Massen besteht.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen