DE1623042A1

DE1623042A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Messen und Regulieren der Konzentration nichtfluechtiger Stoffe in einer Fluessigkeit

Info

Publication number: DE1623042A1
Application number: DE19661623042
Authority: DE
Inventors: Vittorio Joseph Michael De
Original assignee: Sherwin Williams Co
Current assignee: Sherwin Williams Co
Priority date: 1965-06-29
Filing date: 1966-05-11
Publication date: 1972-02-24
Also published as: BE681446A; US3475316A; AT286683B; GB1141711A; NL6607564A; CH461851A; ES328442A1

Description

Anmelder: TEB SHERWXÜ-V/XI&IAHS GOiSPMr, 101 Prospect Avenue N. W₀, Cleveland, Ohio, V. St. A,

Vorrichtung und Verfahren zum Hessen und Begu·=-
lioren der Konzentration niehtflüchtiger Stoffe
in einer Flüssigkeit

Die Erfindung betrifft ganz allgemein eine verbesserte Vor« richtung und ein Verfahren zum quantitativen Messen und Regulieren der Menge nichtflüchtiger Stoffe in einer Flüssigkeit, beispielsweise feste Stoffe oder nichtflüehtige Flüssigkeiten in einem l'Iüssigkeitsträger, wie s« B₀ feste ?arb-> bestandteile. Es ist insbesondere Aufgabe der .Srfinduns,
Vorkehrungen sum kontinuierlichen Hessen oder Üb^wafc&en dsr Bestandteile eines Farbbades zu treffen, in das mit Ferse zu überziehende Gegenstände eingetaucht werden Jconnan₉

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Der Ausdruck "nichtflüchtiger Stoff, wie er im folgenden verwendet wird, bezeichnet einen Stoff, der sich nicht verflüchtigt, wenn er 30 Minuten lang auf 204·,44·° Ο (400° F) erhitzt wirdο

Neuere Arbeitsverfahren zum Aufbringen von färbenden oder anderen Stoffen auf zu beschichtende Gegenstände, inefeesondere auch auf Autokarosserien, verwenden die Galvanislernen·» techniko Hierbei wird das aufzubringende MatQrIaI aus einem Bad, das'den festen Farbstoff und ein harzartiges Bindemit» tel sowie einen Flüssigkeitsträger, in dem dieses Material suspendiert oder gelöst ist, enthält, auf elektrolytischem Wege auf den Gegenstand niedergeschlagen. Es bedarf keiner weiteren Erläuterung, dass in einer solchen Einrichtung das elektrolytisch^ Fällungsbad allmählich seine nichtflüchtigen Bestandteile verliert, und zwar in dem Nasse, in dem diese auf den zu beschichtenden Gegenstand niedergeschlagen wer·» den. Das kann nur vermieden werden, wenn dafür gesorgt wird, dass dem Bad der entzogene und auf den Gegenstand aufgebrachte Stoff wieder zugeführt wird. Um aber die elektrolyt!sehe Beschichtung aus einem solchen Bad gleichmässig zu gestalten« ist es besonders -wichtig, die Konzentration desselben, also die Menge des Überzugsmaterials im Bad, so genau wie möglich konstant zu halt en ο Aus diesem Grunde sind Vorrichtungen or» forderlich, mit deren Hilfe die Konzentration des Feststoffes

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im Bad stetig gemessen werden und ferner zusätzliches uhes -■■* sugsmaterial zugeführt werden kann, um dessen Menge "bei de:" gewünschten Konzentration zu halten_o

Eg ist eine wichtige Aufgabe der Erfindung, eine ele'.sferlseiie Anordnung zum Messen und Regulieren der Konzentrat!?^a nichts flüchtiger Stoffe in einem Flüssigkeitsträger zu schaff©n_? derart, dass die Buspension oder Lösung des materials im Elektrolytbad kontinuierlich überwacht und die Festsubstenz dem Bad zugeführt werden kann, um ülie gewünschte Konzentration desselben konstant zu halten« Ferner ißt vorgesehen» dem elektrolytischen Beschichtungsbad nichtflüchtiges Überzugsmaterial zuzuführen, um dadurch zu ermöglichen, das Beschichten mit dem Material aus einem Bad mit konstanter Konzentration durchzuführen■„

Es gehört auch su den Aufgaben der Erfindung _s Hochfrequenz-Elektroneneinrichtungen vorzusehen, die die Änderungen der Konzentration an niehtflüchtigen Stoffen in dem JTlüssigkeits» träger· anzeigen* insbesondere soll hierdurch eine Hochfrequenz· messung τοη Feststoffen in einem elektrolytischen Beaahieh= tungstad ermöglicht werden, wie es heute allgemein zum Auf=- bringen von Farbstoffen-'a_af Gegenstände, wie beispiela?iQise Autokarosaerien, vervrendet wird. Ein wesentliches Elsiaent ißt dEbei die Anordnung einer tiberwachungsaiälage., bestehend

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aus einem Hochfrequenz-Meßeender, Kittel sum Aufbringen eines solchen Hochfrequenzeignals auf eine in die zu prüfende Flüssigkeit eingetauchte Sonde und aus Kitteln zum Hessen des Frequenzganges der Flüssigkeit. Es wird dabei eine Meßsonde verwendet, die ein Paar im Abstand angeord« neie elektrische Leiter aufweist, die in die Flüssigkeit getaucht sind» Ferner werden ein Paar gleiche Schleifen aus mit Lack isoliertem Draht eingesetzt, die in parallel im Abstand befindlichen Ebenen in einem Leiter angeordnet sind, durch die die zu prüfende Flüssigkeit in Richtung zwischen und parallel zu den Schleifen hindurchgeführt wird ο

Erfindungsgemäss ist ferner ein Oszillator vorgesehen, der durch einen in dem Anodenkreis der triode befindlichen Kristall gesteuert wird, in dem die Stromkreisparameter einen verhältnismässig hohen Qualitätswert oder Gütefaktor "Q" ergeben, der das Verhältnis von induktivem Widerstand des Stromkreises zu seinem Widerstand ist. Ein abgestimmter Frequenzgleichrichterkreis oder abgestimmtes Gleichrichter«

di system ist mit der Heßsonde verbunden, um die/elektrische Konstante der zu untersuchenden Probe zwischen den Schleifen der Heßg©nde zu bestimmen, die mit der Menge des nichtflüchtigen Stoffes la der Flüssigkeit variiert.

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Ein weiteres Merkmal des Gegenstandes der Erfindung 1st ein Mlkroamperemeter «um Anzeigen der variablen Spannung, die im Frequenzgleichrichter als eine Funktion der Dielektrizitätskonstanten der Probe erzeugt wird, un die Änderung der Menge des in der Probe vorhandenen Stoffes ansageben, die durch das Mikroamperemeter in Spannungswerten angezeigt wird·

Es ist auch eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung sum Bestimmen der dielektrischen Eigenschäften.der Flüssigkeiten zu schaffen.

Die Erfindung wird mit ihren zahlreichen genannten und weiteren Aufgaben, Vorteilen und Funktionen im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert, in denen eine bevorzugte Aueführungeform dargestellt ist.

Fig. Λ ist eine schematische Darstellung eines elektrischen Stromkreises und der Komponenten, die ein elektrisches System zum Überwachen der Feststoffe oder der nichtflüchtigen Bestandteile in einem Flüssigkeitsträger gemäße der Erfindung bilden; Fig. 2 ist ein Querschnitt durch einen Prüfleitkanal, in dea eine su untersuchende Flüssigkeit 39swangen wird, zwischen im Abstand hefindllehem Xt@item der Messsonde su f Hessen« die einen Bestandteil der in Fig. gesellten Anordnung bildet ξ

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Fig· 3 und 4 sind Querschnitte entlang der Linie 3 ~ J in Fig. 2 bzw. entlang der Linie 4 - 4- in Figo 2·

Zur Veranschaulichung des Gegenstandes der Erfindung ist unter 11 eine Anlage zur Ermittlung und Steuerung der dielektrischen Beschaffenheit und Güte und der Menge des nichtflüchtigen, in einer Flüssigkeit enthaltenen Stoffes dargestellt. Genauer gesagt, die Anlage 11 weist einen elektrischen. Stromkreis 15 zum Hessen der Dielektrizitätskonstanten einer Versuchsprobe 13* der Flüssigkeit auf, da die Dielektrizitätskonstante einer Flüssigkeit als eine Funktion der Menge der in dieser Flüssigkeit enthaltenen nichtflüchtigen Stoffe variiert.

Wie dargestellt, kann der Stromkreis 15 ein Paar von im Abstand angeordneten Prüf elektroden 19» 19^f« einen frequenz» gleichrichterkreis 21 zum Hessen der Dielektrizitätskonstanten der zwischen den Elektroden 19« 19* angeordneten Versuchsprobe 13, einen Oszillator 23 und einem diesem zugeordneten Verstärker 25 zum Treiben des Freuuenzgleichrichters aufweisen«

Selbstverständlich können all« geeigneten Mittel zur Entnahme einer Versuchsprobe der zu prüfenden Flüssigkeit und zuta Einbringen derselben in eine Prüfstation 1? verwendet warden« Für diesen £weck kann die Anlage 11 zusätzlich zu dem Strom-

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kreis 15 ein Bad 27 aufweisen» das die zu prüfende flüssigkeit 13 und einen elektrisch nicht leitenden Leitkanal 29 enthält, durch den ein Seil der Flüssigkeit kontinuierlich geführt wird ο Dies kann beispielsweise durch, eine in dem Leitkanal 29 angeschlossene Umwälzpumpe 31 erfolgen. Die Flüssigkeit wird aus einem ausgewählten Bereich oder einer bestimmten Zone des Bades zu und durch die Prüfstation 17 und dann zurück au dem Bad 27 geführt. Bs ist offensichtlich! dass die Testprobe der Flüssigkeit nicht nur durch einen kon tinuierllchen. Umlauf von Seilendder Flüssigkeit durch die Prüf station geleitet werden kann« Sine solche Anordnung wird jedoch bevorzugt, da sie es gestattet, die Flüssigkeit kontinuierlich zu prüfen und zu überwachen und dadurch jede Änderung der Konzentration der Feststoffe oder der anderen nichtflüchtigen Stoffe in der Flüssigkeit sofort zu ermitteln.

Wenn auch an das Bad selbst zumNiederschlagen einer Farbe eine elektromotorische Kraft, also eine Spannung, angelegt ist, ist die Länge und der Durchmesser der elektrisch nicht leitenden Röhre, die das Bad mit der Überwachungsvorrichtung verbindet, so gewählt, dass die elektrische Ladung an dem Bad die Arbeit des Überwachungsgerätes nicht beeinflusst.

Der Leitkanal 29 in der Überwachungsstation 17 kann aus einem Röhr aus durchseheinendem Kunststoff bestehen, das mit einer

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seitlichen öffnung versehen ist, die durch ein zylindrisches Teil 33 begrenzt wird, das seinerseits einstückig mit der Leitung auegebildet ist und ein Innengewinde 35 aufweist, in das eine Verschlußschraube ^eingeschraubt ist» Bs ist zweekmässig und wird bevorzugt» die Elektroden 19, 19' als identische Schleifen aus mit Lack überzogenem Draht anzuordnen, dessen Durchmesser O„1016 ma (0,040 inch) beträgt_β Sie entgegengesetzten Enden der Schleifen sind abgedichtet in isolierten Kanälen in ä,er Schraube oder D&itter 37 angeordnete Mindestens ein. Arm einer jeden Schleife erstreckt sich durch die und nach aussen von der Aussenseite der Mutter₉ um mit dem grequenzgleiehrichter 21 elektrisch verbunden zu werden. Die Elektroden 19» 19' können isoliert oder nicht isoliert sein, je nach der Leitfähigkeit der Versuch3probe. Zum Überwachen von Farbbäder in Anlagen zum elektrolytischen Aufbringen von Farben müssen si© isoliert sein.

Der Oscillator 23 besteht »weekmässigerweise aus einer triode .41« die eine geerdete Kathode 43» -eine mit dem Verstärker 25 verbundene Anode 45, ein über einen Kristall 49 geerdetes Steuergitter 4? und einen Gitterableitungsvorwiderstand $1 aufweist. Die Anode oder Platte 45 ist über eine Xndulctimia» spule 53 land ©inen verstellbaren, parallel zum Induktor geschalteten E©ad©a©ator 55 ait einer 150 Volt-Gleichstromquelle

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Ber Verstärker 25 kann aweckmässigerweise aus einer triode

57 bastenen, die eine durch einen Kathoden-Gittervorwi&er= stand 59 geerdete Kathode 58 aufweist,, Der Vorwiderstand 59 ist mit einem Überbrückungskondensator 61 parallel geschal» tet, um den Wechselstromabfall auszuschalten, der bei Fehlen des Kondensators auftreten würde«, Die triode 57 besitzt eine Anosle 63, die über einen Kondensator 65 geerdet und über die Primärwicklung 67 eines Kopplungatransformators 69 mit einer entsprechenden 150 Volt-Gleiehstromqueile ver~ bunden ist» Die Sekundärwicklung 71 des Transformators dient als Eingang für den Frequenzgleichrichter 21 _β Bas Steuergitter 73 der Sriode 57 ist mit der Anode 45 der !Driode 4-1 über einen Kondensator 75 verbunden und über einen Widerstand 77 geerdet»

Der Frettuensgleicfarishter 21 besteht aus einem Paar Gleichrichtern 79, 79', die jeweils mit den entgegengesetzten Enden der Sekundärwicklung 71 des Kopplungstransformators verbunden sindο Die !Sekundärwicklung ist mit einer mittleren Anzapfstelle 81 versehen, die über einen Kondensator 83 mit der Anode oder Platte 63 der Verstärkertriode 57 verbunden ist. Bie Fernleitungsseiten des Transformators der Gleichrichter 79, 79' sind jeweils über einen entsprechenden Kondensator 85, 85V und einem gemeinsamen Induktor 87 mit der mittleren Zapfstelle 81 verbunden. Jeder Kondensator 85, 85* ist

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- ίο -

parallel geschaltet mit einem entsprechenden Widerstand 89, 89'· Die angeschlossenen Gleichrichterenden des einen oder anderen der zugehörigen Widerstands-Kondensatorkreise kann über einen Ballastwiderstand 91 und ein ilikroampereraeter 93 geerdet sein.

Obwohl getrennte Dioden 41 und 57 verwendet werden können, wird bevorzugt, dass die Trioden aus den Hälften einer einzigen 6BZ8 Höhre bestehen» Der Kristall 49 kann für den Be» trieb mit einer gewünschten Frequenz gewählt werden» Zufrie= denstellende Ergebnisse werden bei Frequenzen von 27 Megahertz erzielt werden« Günstige Ergebnisse gibt eine Anlage 11, bei der die verschiedenen Komponenten die folgenden Werte für Widerstand, Induktivität und Kapazität haben: Widerstand 51 » 680 Kiloohm; Induktor 53 ^m 5 Mikrohejiry; verstellbarer Kondensator 55 * 100 Pikofarad; Widerstand 59 « 1 Kiloohmi Kondensator 61 « 4-70 Pikofarad; Widerstand 65 * 33 Pikofarad; Kondensator 75 - 200 Pikofarad; Widerstand...77 « 1 Megohm;, die Kondensatoren 83, 85, 85' d® 33 Pikofarad; Induktor 87 ■ 10 Mikrohenryj die Widerstände 89, 89' ^e 5 Megohm; der Abstimmkondensator 95 - 300 Pikofarad; die Gleichrichter 79, 79' bestehen vorzugsweise aus 1 N 251 Gleichrichtern.

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Die Verwendungvon Hochfrequenassignalen als Aaseigemittel für Veränderungen der Menge fein verteilter Feststoffe in einer Suspension oder Lösung, wie beispielsweise einem Farbbad für elektrolytische Fällung, ist besonders wert« voll, da dadurch eine kontinuierliche Überwachung des Feststoffgehaltes des Bades moglieh let. Hochfrequente tlberwachungssignale werden im Oszillator 25 erzeugt, der als ein hochleistungsfähiger Q-Eesonator wirkt₃ der bei einer einfaehen Frequenz arbeitet» Der durch einen Kristall gesteuerte Oszillator ergibt einen elektrischen Stromkreis, der eine wesentlich höhere Q-Bate aufweist als praktisch von ^eder anderen Spule und Kosdensatorkomfeination erhalten werden kann» Der Anodenstromkreis des Oscillators wird mittels des verstellbaren Kondensators 35 ®&f äie Frequenz des Kristalls 49 abgestimmte Der Kondensator 75 verbindet den Oscillator mit dem Verstärker ₃ iß. dem dar Widerstand 77 einen hohen Gitterableitungswiderstand bildet, um den Ladeeffekt am Oszillator zu verringern_a Versuche haben gezeigt, dass zur Ersislung maximaler Issderungezi in der Spule 71 Frequenzen üb©r 1 Megahertz verv?end@fe wer&ea müss©a und das Abtastele» m©at muss einen hoh©a Q«°W©rt. b«gsltsen₉ d_o h«, der kapazitive Blindwiderstand des El©ktr©a©s,s©s,so^s 19," 19' muss im ¥er~ %u sein©® Widerstand veraältnismässig ho& sein»

BAD

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Die Primärwicklung 67 des Transformators 69 wirkt als die Anodenladung (Plattentladung) am Verstärker und der Transformator selbst dient zum Verbinden des Ausganges des Verstärkers mit dem Frequenzgleichrichter· Sie Kombination der Wicklung 6? als ein Induktor und des Kondensators 65 ist auf die Frequenz dee Oszillators abgestimmt, um einen optimalen Leistungegewinn im Verstärker zu erzielen und die Sekundärwicklung 71 des Transformators ist ein Seil eines StandejTd-Frequenz-Modulationsgleichriehters, do h. ein Stromkreis, bei dem die Ausgangsspannung proportional ist zu den-Variationen aufgedrückter Frequenz« Dae dem Frequenzgleich» richter mitgeteilte Signal wird durch die Dioden 79» 79' gleichgerichtet und ist proportional zu der Differenz zwischen der Eingangsfrequenz des Signals, wie es durch den transformator 69 geliefert wird, und der Frequenz, auf die die Sekundärwicklung 71 des Transformators 69 abgestimmt ist, und zwar durch die Kombination des verstellbaren Kondensators 95 und des äquivalenten Kondensators, der die im Abstand angeordneten Elektroden 19, 19* und die zwischenliegende Versuchsprobe 15* enthält. Durch Verstellen des Kondensators 95t um eine Spitzenablesung eu geben, wird die. Sekundärwicklung des Transformators auf die gleiche Frequenz wie die Primärwiclämg abgestimmt. Wenn jedoch der Kapazitätswert an den Elektroden 19, 19' oder des Kondensators 95 zu ändern wäre, würde die Abstimmänderung die Sekundärwicklung

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dee Transformators verstimmen und einen Spannungsabfall an Salese-ände der Anlage, d. h, am Hessgerät 93, bewirken» Durch Einstellen des Kondensators 95 in des Bereich der grössten Sensibilität kann eine Änderung in jeder Richtung an den Stestelektroden 19» 19 * am Hessgerät 93 abgelesen werden·

Die erfindungsgemässe Anlage arbeitet in der gewünschten Weise, da die ganze Hasse aus einem positiven Atomkern umgeben von negativen Elektronenwolken besteht., Wenn sie in ein elektrisches Feld gebracht wird, werden die Elektronen in Bezug auf den Kern leicht verschoben und es tritt ein induziertes Dipolmoment auf« Ein solches Dipolmoment erzeugt einen Zustand von Elektronenpolarisation in den Stoffen. Wenn ; ungleichartige Atome die Moleküle bilden, sind die gemeinsa men Elektronen zwischen den Verbindungsgrössen nicht sy»⁵?? wi-:s metrisch verteilt. Aus diesem Grunde werden die entstehenden Elektronenwolken gegen die stärker bindenden Atome verschobene Dadurch werden in den Atomen Ladungen entgegengesetzter Polarität gebildet· Wenn, nun ein äusseres Feld auf diese Ladungen wirkt, wird die Gleichgewichts» oder Ruhelage der Atome geändert« Die Verschiebung geladener Atome oder Atomgruppen in Bezug zueinander verursacht die Bildung einer zweiten Art von induzierten Dipolen, die die Atompolarisation des Dielektrikums darstellen. Die asymmetrische Ladungsverteilung zwischen un~

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gleichen Partnern eines Moleküle lässt permanente Dipole» momenta entstehen) die in Abwesenheit eines elektrischen Feldes vorhanden sind ο Solche Momente erfahren in einem angelegten elektrischen Feld ein Drehmoment, das dazu neigt, sie in Sichtung des Feldes auszurichten. Daraus ergibt sich eine Polarisationsorientierung der Moleküle· Diese PolaMsationsvorgänge rühren tatsächlich von den Ladungen at, die lokal in den Atomen, in Molekülen oder in den natürlichen Strukturen der Feststoffe und Flüssigkeiten gebunden oiül= Ein anderer vorkommender Polarisationsvorgang beruht auf der Hemmung der Bewegung der Ladungsträger, die entweder in der molekularen Masse oder an des Berührungsflächen der Mole« küle eingeschlossen sind. Durch einen solchen Einschluss wird die Entladung oder das Ersetzen der Träger an den Elektroden verhindert. Dieser Zustand zeigt sich in der Erzeugung von . Baumladungen und Verzerrung des elektrischen Feldes, wobei letztere in der Probe die Form erhöhter Kapazität bzw* Be= lastbarkeit annimmt.

Aus der obigen Besehreibung ist ersichtlich, dass der Frequenzgleichrichter 21 einen Fre quengmodulat ions -Verhält niadetektor aufweist, der frequenzmodulierte Signale ra nicht= •modulierte Sonfrequena umwandelte In der dargestelltem Anordnung erfolgt keine (Don~Moduiatioii,_? aber eine In&erimg entweder in der Eißgangsfrequenz oder in dsr Frequenz, auf

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die der Frequenzgleichrihhter abgestimmt ist, bewirkt eine entsprechende Gleichströmspannungeänderung am Ausgangeende des Frequenzgleichrichtere und wird durch das Messgerät K (93) angezeigt.

Wenn die zu prüfende Flüssigkeit 13 ein elektrolytisches Farbbad ist, wie es zur Zeit zum Aufbringen der Farbe und Grundieren von Kraftfahrzeugkarosserien und anderen elektrisch leitenden Gegenständen allgemein verwendet wird, ist es für eine gleiohmässige Niederschlagung und Aufbringung der Farbe zweekmässig, die Konzentration des Beschichtungsstoffes in dem Bad auf einem gleichmässigen Stand zu halten« Aus diesem Grunde können zur Regelung der Arbeit der Vorrichtung zur Hateriaisufüfarung Mittel vorgesehen sein, die durch die Span» nungsschwankungen am Ausgangsende des Frequenzgleiehsiehters

^5 gesteuert werden« Diese Zuführungseinrichtung besteht, wie in der Zeichnung gezeigt _s zweckmässigerweise aus einer Nachschubquelle oder -trichter 97 und einem, vorzugsweise durch einen Elektromotor 101 getriebenen Schneckenförderer 99» der das Material aus der Nachschubquelle 97 in das Bad 27 so lange kontinuierlich zuführt, solange der Elektromotor erregt ist. Der Motot 101 kann durch eine entsprechende elek~ Irische Kraftquelle durch Relais gesteuert werden, die ihrer« seits durch den Ausgang des Frequenzgleichrichters betätigt werden. Dabei wird der Motor 101 auf Zuführung von Material

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in das Bad 2? gestellt, uad »war jedesmal wenn das am Auegcngseade das Frequensgleiehriehters 21 erzeugte Signal einen Hange! an Beschiehtungsmaterlal im Bad 13 anseigto Falls erwünscht, kann eine vom Hotor angetriebene Hisoheinrichtung, wie beispielsweise das Schaufelrad 105» im Gefäss 2? angeordnet werden* um die gleichmässige Vertex« lung for rasch zugeführten Feststoffe zu begünstigen»

Wie bereits erwähnt, kann die erfindungsgemässe Anlage sum Bestimmen der Dielektrizitätskonstanten einer gegebenen

Flüssigkeit verwendet werden« So kann das Hessgerät 93

geeicht sein, um eine direkte Ablesung der Dielektrizitätskonstanten su gestatten« Die Anlage gemäss der Erfindung ist jedoch insbesondere wichtig sur Aufrechterhaltung einer gegebenen Konsentration nichtflüchtiger Stoffe, und zwar durch Überwachung der Änderung der dielektrischen Besehaf·» fonhalt einer gegebenen Flüssigkeit, wie beispielsweise eines Bades, das sur elektrolyt lachen Niederschlagung von Farben verwendet wird₀

folgende Beispiel verdeutlicht die praktische Anwendung der Erfindung bei der Eontrolle des Foststoffgehaltes eines Bades zur elektrolytischen Niederschlagung von Farbe.

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Beispiel

Die verwendete Farbe hatte folgend· Zueamnenaetsung: "Rm gtendteile Qeyichtstaile

wasserlöslichec Acrylharz (ButylacrylatetyrolmefchaCTyl:-. aäurepolyaerisat-LÖsung in Wasser 90 % Feststoffe) 118,4

Eisenoxidpigment 19,7 Athyleiiglykolmonobutyläther 11,8 Melaminharss (bekannt unter dem Hamen Gymel 300) 28,2 Destilliertes Wasser 695

Diese Zusanmenaetzung wurde sit einem Elekbroplattierungsbad sum Niederschlagen von Farbe auf Eisenmetallflachen verwendet. Bas Bad wurde bei einer ^temperatur von 25° 0 (77° *)■" mit einer Stromdiehte von 2,5 Aapere pro 9»29 dm (sq.ft) verwendet. 881»? Pfund der genannten Zusammensetzung ergab 102,8 Gallonen (389 D Badlö'sung.

Das Bad wurde an einer Überwachungsvorrichtung der beschriebenen Art angeschlossen, und swar durch eine elektrisch nichtleitende Kunststoff röhre, deren Innendurchmesser 6,35 mm (1/4 inch) und deren Länge 179,92 ca (46 inches) betrug.

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Sie Ablesungen am Messgerät für verschiedene Feststoffen zentratioaen waren folgendes

Gewichtsprozent Stromstärke in

Feststoffe _imm. _imi P&lgrpainpere

15 4

14 4,5

13 4,9

12 5,3

11 5,85

10 6,3

9 6,9

8 7,55

7 8,2

6 8,95

5 9,75

Wie aus dieser tabelle eraiehtlieh ist, beträgt die Höchst= ablesung bei 15 # Feststoffen 4,15 Mikroampere₀ Der Fest«· stoff gehalt des Bades übersteigt 15 % gewöhnlich nicht, es sei denn, das Bad unterliegt der Verdunstung,, In diesem Fall wird der Stromsähler geringer sein als 4,15 Mikroaapere Bei normaler kontinuierlicher Arbeit jedoch wird,so wi© die Farbfeststoffe aus dem Bad auf den au färbenden oder au be= söhichtendea Gegenstand niedergeschlagen werden, die AbIe-

SAD OeiGiiSfAL

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sung am Messgerät ansteigen«» Sas besagt aber» dass der Feetatoff gehalt des Bades sinkt₀ Die sum Auffüllen dee Bades erforderliche Menge an Feststoffen kann durch die Hesegerätab-Iesung leicht bestimmt Werden₀ Gewöhnlich darf der Feststoffgehalt des Bades nicht mehr als.2 oder 3 % absinken, bevor letzteres nachgefüllt wird und es ist zweckmassig, das Messgerät oder eine andere Anzeigevorrichtung mit entsprechenden Einrichtungen au verbinden, um den Pest st off gehalt des Bades automatisch im wesentlichen bei 15 % au halten» Die Zugabe von benötigten Feststoffen kann entweder periodisch oder kontinuierlich erfolgen.

In einem kleinen 5 Gallonen (13,9 1) fassenden Farbbad, das zur elektrolytischen Aufbringung einer Schicht von 0,234 mm (one mil) Dicke auf 464,51 dm² bis 696,7? dm² (50 - 75 aq.ft) Stahl mit einer Geschwindigkeit von 37,16 dm pro Hinute (4 sq.ft) verwendet wird, sind nach 10 - 15 Arbeiteminuten Feststoffzugaben erforderlich, um die gewünschte elektrolyt tische Zusammensetzung aufrechtzuerhalten. Ähnliche Bedingungen gelten für Arbeiten in grösserem Maßstab. Durch die erfindungsgemässe Anlage wird es möglich, den Gehalt an nichtflüchtigen feststoffen eines elektrolytischen Fällungebades durch Überwachen der .Änderung der dielektrischen Beschaffenheit des Bades aufrechtzuerhalten*

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Die Erfindung» die anband eines AusführungebeispieXes beschrieben worden ist, ist natürlich nicht auf die angegebenen Anordnungen und Ausführungen der Einzelteile beschränkt und es sind 9±ae Reihe von Änderungen denkbar» ohne dass der Erfindungsgedanke beeinträchtigt wird·

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Claims

Ansprüche

ess esa «ca ep te>c=>fe»c=> causes ^ »qoiwaao

Vorrichtung zum Messen sowie sum Regulieren der tion nichtflüchtiger Stoffe in einer Flüssigkeit, gekennse4cto.net durch ein Paar im Ab at sad geordneter Elektroden (19« 19'), Mittel (29} gum u&d fragen einer Flüssigkeitsprobe (13' den, Mittel gum Aufbringen eines elektrischen Signals als ©in Reiz zwischen den Elektroden und Mittel (93) zum der dielektrischen Wiedergabe der Probe auf den

2_Q Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet« dass . die Elektroden (19_? 19') aus eiaem Faar identischen, im Ab stand voneinander angeordnoten Stromleitern fe©steh©a«

ο Vorrichtung nach Anapruoh 1, dadurch gekenageichnet, dass die Elektroden (19» 19') sas einem Paar im Abstand sageord neteß.₈ isolierten, die Seatelektroden bilde&ims. Jjöitern b© stehen»

4ο Vorrichtung nach Axiaprucsh 1, dadurch g©keima©ieha®t_? dass daa axfiachen die äestelektroden angelegt© Signal aus Radio·=

f besteht ·

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0S803/0S8S .

5· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sum Hessen fester Stoffe in einer Flüssigkeit Mittel vorgesehen sind, die einen Leitungekanal (29) bilden* der die Elektroden (19« 19') enthält, und dass Mitte! zum Zuführen der die Feststoffe enthaltenden Flüssigkeit zwischen die Elektroden in den Leitungskanal angeordnet sind»

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch /gekennzeichnet,

dass sin Anaeigemessgerät (93)» eine Brosselwicklung·, dia einen Frequenaglelehrichter (21) bildet, der mit dea dtest~ elektroden (19₅ 19') und dem Anzeigemessgerät (93) verbunden ist, Mittel zum Aufbringen von elektrischen Signalim=·

und pulsen auf den Frequenegleichrichte^, um das gewünschte Ansprechen des Hessgerätes »u erzielen, Kittel zum Abstimmen der Wicklung vorgesehen sind, wobei jede Änderung des dielektrischen Wertes der Flüssigkeit eine Änderung der Ablesung im Messgerätbewirkt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Abstimmen der Wicklung aus einem verstellbaren Koadaasator (55) bestehen, der über die Wicklung parallel zti ä®& S©st@Iektroden (19, 19') geschaltet ist«

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8* Vorrichtung nach Anspruch 1 bis ?, dadurch gekennzeichnet, dass die DroeseiwieEung des Frequenzgleichriöhters (21) mit dem Messgerät (93) durch ein GXeichrichtemetz verbunden isto

9« Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kessel zur Aufnahme eines Beschichtungsbades (13) aus nichtflüchtigen Stoffen in einem Flüssigkeitsträger vorgesehen ist, Beschickungseinrichtungen (97, 99, 101, 105) zum Zuführen des Flüssigkeitsträgers und des Beschiehtungs·» materials in das Bad im Sessel angeordnet sind« und dass zum kontinuierlichen Messen der Henge des Beschichtungsmaterials im Flüssigkeitsträger und zum Betätigen der Beschickungseinrichtungen und damit der Aufrechterhaltung der gewünschten Konzentration im Beschichtungsbad elektrische Überwachungsmittel angebracht sind»

10o Vorrichtung nach Anspruch 9« dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen UberwachungsmitteX so ausgebildet und angeordnet sind, dass sie auf die dielektrische Beschaffenheit des Beschichtungsbades ansprechen₀

ο Vorrichtung nach Anspruch 9« dadurch gekennzeichnet, dass zum Zuführen von nlehtflüchtigefi Beschiehtungsmaterial in den Kessel mechanisch betätigbare, dureh Motor (101) ange« triebene Mittel vorgesehen sind, und dass zum Betreiben des Motors (101) durch die Überwaehußgaeinrichtang gesteuerte vorgesehen si&ds

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12. Vorrichtung nach Anspruch 9? dadurch gekennzeichnet» dass die überwachungseinrichtung aus einem Paar Im Abstand ange» ordneten Leitern bestehen, die die Testelektroden (19» 19') bilden, Kittel (29» 3D zum kontinuierlichen Überführen von Proben aus dem Bad zwischen die im Leitungskanal (29) befindlichen Elektroden (19i 19^l)i vorgesehen sind, der Frequensgleichrichter (21) mit den Sestelektroden und dem Relais verbunden ist. Mittel sum Aufbringen elektrischer Signalimpulse auf den Frequenegl&lchrichter sowie Mittel zum Abstimmen des Frequansgleichrichters auf eine gewünschte Ansprechleistung angeordnet sind, wobei Änderungen einer vor» bestimmten Grosse des dielektrischen Wertes des Bades das Heiais betätigen*

13· Vorrichtung zum elektrolytischen Aufbringen einer Farbschicht aus einem elektrolytischen Bad,In dem ein elektrisches Föten» tlal zwischen dem Bad und dem zu beschichtenden Gegenstand aufrechterhalten wird, nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sum Messen der Konzentration des Farbstoffes Im Bad elektrische Überwachungsmittel vorgesehen sind, die mit dem Bad durch eine Röhre (29) aus elektrisch nichtleitendem Material verbunden sind, wobei der Durchmesser und die Mnge der Röhre so bemessen sind, dass das elektrische Potential des Bades nicht auf die elektrischen Überwaetaagsmittel übertragen wird«

BAD

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. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sum kontinuierlichen Me a sen der Konsentration des Farbstoffes im Bad tlberwachungsmittel vorgesehen sind, die aus einem Paar im Abstand angeordneten Testelektroden (19, 19') bestehen, die Elektroden in einem Leitungskanal (29)> der einen Durchgang für kontinuierliche Entnahme einer Probe aus dem Bad bildet, angeordnet sind, ein Frequenzgleichrichter (21) mit den Te stelektroden und einer Anzeigevorrichtung (93) verbunden ist, Kittel zum Aufbringen elektrischer Signalimpulse auf den Frequensgleichrichter sowie Mittel zum Abstimmen dieses Gleichrichters vorgesehen sind»

«. Verfahren zum Hessen des Gehaltes nifihtflüchtiger Bestand·» teile in einer Flüssigkeit mittels einer Vorrichtung gemäss Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Probe des Flüssigkeitsbades zwischen das im Abstand angeordnete Elektrodenpaar (19, 19') gebracht und zwischen die Elektroden ein elektrisches Signal als Heiz angelegt wird, und dass die dielektrische Ansprechleistung dieser Probe auf dan Reiz gemessen wird«

16» Verfahren nach Anspruch 15t dadurch gekennzeichnet, dass ein Wechselstromsignal zwischen die Elektroden (19» 19') zur Erregung derselben angelegt und die rektifizierte Antwort der Probe auf eine solche Erregung gemessen wird»

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1?. Verfahren nach Anspruch 151 dadurch gekennzeichnet, dass als nichtflüchtiger Stoff ein Farbstoff verwendet wird ο

18. Verfahren nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, daaa die Flüssigkeit swisohen ein Paar die Testelektroden (19« 19') bildenden Leiter gebracht wird, der Frequensgleichrichter mit den Sestelektreden und einen Spannungsnesagerät verbunden wird, elektrische Signalimpulee dem Frequens» gleichrichter mitgeteilt werden, der Gleichrichter auf eine bestiaiete gewünschte Anspreehleistung abgestimmt wird, wobei die Inderuagen der vorbestimmten Grösee des dielektrischen wertes der flüssigkeit das Spannungsmessgerät betätigen, und dass dieses Spannungsmessgerät geeicht wird, derart, dass es die gonsentration der nichtflüchtigen Stoffe in der Flüssigkeit anseigto

19. Verfahren &&ch Anspruch 18, dadurch gekennseichnet, dass als niehtflüehtiger Bestandteil des Bades ein Farbstoff verwendet wird»

BAD

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