DD222960A1

DD222960A1 - DEVICE FOR LAYER THICKNESS MEASUREMENT OF SOURCE-BASED SUBSTANCES FOR SINGLE-SIDED WETTING

Info

Publication number: DD222960A1
Application number: DD26057784A
Authority: DD
Inventors: Ottomar Ruehl; Volkmar Schulze; Cornelius Kromann; Ernst-Otto Reher
Original assignee: Tech Hochschule C Schorlemmer
Priority date: 1984-03-05
Filing date: 1984-03-05
Publication date: 1985-05-29

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.The invention relates to a device for measuring the layer thickness of swellable substances with one-sided wetting, in particular for carrying out sorption measurements and mass transfer measurements of multilayer composites. The aim and object of the invention is to provide a simple device for measuring the layer thickness of swellable substances in one-sided wetting, the swell and static kinematic investigations and mass transfer measurements of Mehrschichtverbaenden allows in which a staendiger transport of swelling liquid is guaranteed to swellable substance without disturbances of the interface swelling liquid - swellable substance. According to the invention, the device consists of a source fluid container in which a porous body rests on spacers for the purpose of complete contact with the swelling fluid. On the porous body is the swellable substance on which the movable part of an inductive transducer so stored that in the one-sided contact of the swellable substance with the swelling fluid via the porous body, a measurement signal received by the inductive transducer and a measuring unit and then registered.

Description

Title of the invention

Vorrichtung zur Schichtdickenmessung von quellfähigen Substanzen bei einseitiger BenetzungDevice for coating thickness measurement of swellable substances with one-sided wetting

Field of application of the invention

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.The invention relates to a device for measuring the thickness of swellable substances with one-sided wetting. It is applicable to sorption measurements of swellable substances and to mass transfer measurements of multilayer dressings.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Für die Messung der Filmeigenschaft "Quellung" steht bisher keine in allen Belangen befriedigende Meßvorrichtung zur Verfügung· Characteristic of the Known Technical Solutions For the measurement of the film property "swelling", there has hitherto been no satisfactory measuring device available in all respects.

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.The standard method for characterizing the swelling properties of dried casting layers is the gravimetric determination of the liquid uptake (Z.Wiss.Phot. 62 (1968) 5, 101-107). This is a method in which the fluid intake and from it the vertical swelling are determined by differential weighing of iPilmstreiien defined size in the dry and swollen state. This method is widely applicable in the presence of a corresponding weighing technology. The crucial disadvantages of this method are that it is inaccurate and very expensive and kinetic measurements, e.g. the continuous detection of the change in layer thickness of a film layer during swelling, are not possible.

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.A different way of determining the vertical swelling is to measure the thickness of the runners in the dry and in the wet state, and then to deduce the liquid absorption from balances. All of the key principles suitable for commercial measurement are applicable to this type of swelling measurement.

Die Dickenmessung von Dünnschnitten (DE-PS 1046 898) fotografie cner B-eguß.schichten im trockenen und nassen Zustand ist relativ aufwendigjThe thickness measurement of thin sections (DE-PS 1046 898) photography cner B-eguß.schichten in the dry and wet state is relatively aufwjj

kinetische Untersuchungen sind ebenfalls nicht möglich.Kinetic studies are also not possible.

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. The method of reflection of a light beam on the surface of a casting line (DB-OS 1962 359) involves a number of disturbances · An optical method, the determination of the refractive index of G-eletin layers in the presence of silver halides (Phot. Sei. Eng. 16 (1972) ) 5, 349-351) »can not always be used.

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.Although an exact method is available for the design of the laser technology and its application to the layer dovetail determination (zizizimim 62 (1968) 2, 558-561), the technical requirements for the device are far too high.

Die"Anwendung von Taststiften, die in die Schicht eingedrückt werden, .The "use of styli, which are pressed into the layer,.

(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.(DE-PS'836 253, DE-PS 930 898) is out of the question because of the accuracy of the measurement results, since the Begußschieht in the swollen state is only slightly mechanical load.

Schon die Konstruktion der Taststifte kann relativ kompliziert sein (DD-IP 52 221).Even the design of the stylus can be relatively complicated (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).Another method of measurement is the pneumatic thickness measurement according to the system nozzle baffle plate (DD- ^ TP 45 637, DE-OS 2 007 614).

Einen Portschritt der Quellungsmeßtechnik in der fotoche-One port step of the swelling measurement technique in the fotoche-

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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·mixing industry represents the application of the static pressure measurement of a flowing over the Begußschicht swelling liquid (DD-WP 140 285) j, however, the accuracy of too many disturbances such as »differences in the Schichtdicke.der Trocken Begußscnicht or * pressure fluctuations of the flowing medium influence kinetic measurements are not possible ·

Object of the invention

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·The aim of the invention is to improve the coating thickness measurement of swellable substances with one-sided wetting, in particular for determining the vertical swelling von.quellfähigen substances and Stoff dur chgangsmes solutions of multilayer dressings so that it is possible, both the static end values and the continuous temporal Determine the course of the swelling liquid, without affecting the interface swelling liquid swellable substance and adhering to the known art deficiencies such üngenauigkeit the results, high equipment cost, no uniform wetting '' by mechanical disturbances, no possibility of quellungskinetischer investigations and no possibility of To eliminate mass transfer measurements of multilayer dressings and disturbances due to differences in the layer thickness of the dry boundary layer or pressure fluctuations of the flowing medium

Explanation of the essence of the invention

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·The invention is based on the object of developing a device for measuring the layer thickness of swellable substances with one-sided wetting, which eliminates the deficiencies of the known technical solutions.

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· -According to the invention, the device consists of a container for swelling liquid in which a porous body is supported on distance holders for complete contact of the porous body with the swelling liquid.

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»On the porous body "is, the swellable substance on which the movable part of an inductive transducer so stored that" in the one-sided contact of the swellable substance "with the swelling liquid on the porous body, a measurement signal through the inductive Wegauf- ^ taker and the Sintered metals ₉ glass frits or ceramic masses can be used as porous bodies. Before the start of a sorption or mass flow measurement, the measuring instrument for inductive measurement of the change in length must be matched with the swellable substance to be investigated, whereby in the source liquid container no source fluid is present »

Erst nach dem Abgleichen und der Herstellung der Betriebsbereitschaft der Apparatur erfolgt die Zugabe der Quellflüssigkeit «Only after balancing and the preparation of the operational readiness of the apparatus is the addition of the source liquid "

Während der Sorptions- oder Stoffdurchgangsmessung erfolgt ein kontinuierliches Aufzeichnen der Schichtdickenänderung; nach Beendigung der Quellung liegen die statischen und kinetischen Meßwerte vor· . ,During the sorption or mass transfer measurement, a continuous recording of the layer thickness change takes place; after completion of the swelling, the static and kinetic measurements are available. .

Ausführungsbeispiel ^Exemplary embodiment ^

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, ^ ','.'.The apparatus will be explained by way of example. In FIG. 1, the device according to the invention is constituted by the container for swelling liquid 1, the porous body 2j, which is supported on two spacers 5 on which the sample body 4 is located and the inductive displacement sensor 5. the movable part of which holds the sample body 4 flat on the porous body 2 and whose displacement causes, on swelling of the sample body 4, a signal change in the carrier frequency meter 6 which is recorded by the recorder 7 for determining the swelling-static and swelling-kinetic measured values. Before starting the measurements, the measuring device 6 was calibrated for the inductive measurement of the change in the layer thickness of the sample body, ^ ','. '.

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wobei im Quellflüssigkeitsbehälter 1 noch keine Quell— flüssigkeit 8 vorhanden war.wherein in the source liquid container 1 still no source liquid 8 was present.

Nach dem Abgleichen und der Herstellung der Betriebsbereitschai't des Registriergerätes 7 erfolgte die Zugabe der Quellflüssigkeit 8, und die Durchführung des Meßvorganges.After balancing and the preparation of Betriebsbereitschai't the recording device 7, the addition of the source liquid 8, and carried out the measurement process.

Claims

Claim of invention ,

, Device for coating layer solution of swellable substances with one-sided wetting, characterized in that in the container for swelling liquid on distancers a flat porous body is mounted, the surface protrudes from the swelling liquid and rests on the sample.

2, device according to item 1, characterized in that the porous body consists of sintered metals, glass frits or ceramic masses.

For this 1 sheet drawings