DE1798479C2

DE1798479C2 - Einrichtung zur Durchführung einer Kornverteilungsanalyse einer Dispersion

Info

Publication number: DE1798479C2
Application number: DE1798479A
Authority: DE
Inventors: Johan Wolfheze Kalshoven
Original assignee: European Atomic Energy Community Euratom
Current assignee: European Atomic Energy Community Euratom
Priority date: 1965-10-12
Filing date: 1966-10-12
Publication date: 1983-01-20
Also published as: GB1158338A; LU52120A1; BE688080A; NL6513183A; DE1798479A1; DE1598409B2; DE1598409A1; NL151185B; FR1500330A

Description

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mit a = —, wobei ί«. die gesamte Meßdauer und

ist, worin Vb »lie Geschwindigkeit der Teilchen mit größtem Durchmesser ist, ibläuft, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitablauf der Bewegung des Bewegungsor^^ns und/oder die Stellung des Kompensationsorgans und die diesen zugeordneten Teilchenkonzentrationen entsprechend nichtlinearer Funktionen abwandelbar sind.

2 Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- « zeichnet, daß die Abwandlung des Bewegungsablaufs bzw. die Stellung des Kompensationsorgans logarithmischen Funktionen entsprechen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Einrichtung ist Gegenstand des älteren so bekannten Patents 15 98 958. Danach wird die Kornverteilung in der Dispersion mittels einer linearen Kurvenbahn gemessen, die nach der Gleichung

-at)¹

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bestimmt wird, in der a = —- t, die gesamte
Meßdauer und ''

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^Km ^Vo 9 ' 3«

ist, wobei vo für die Geschwindigkeit der Teilchen mit dem größten Durchmesser steht. Nach diesen Grundlagen wird zwischen den Zeitpunkten f=0 und f=f_e die Konzentration an den durch die Kurvenbahn bestimmten Stellungen so gemessen, daß zu jeder Zeit ein Grenzwert der in der Messung erfaßten Teilchengrößen besteht, der von der Zeit linear abhängig ist

Die Messung der Konzentration geschieht dabei mittels eines als linearer Kompensationskeil ausgebildeten Kompensationsorgans in der Weise, daß zwischen der Stellung des Kompensationsorgans und der festgestellten Konzentration der Dispersion eine lineare Abhängigkeit hergestellt wird. Das auf der Kurvenbahn bewegte Sedimentationsgefäß und das bewegliche Kompensationsorgan werden dabei von gleichen Strahlungen durchdrungen. Die von den Detektoren aufgefangenen Reststrahlen werden über Verstärker einem Registriergerät zugeleitet, mit dessen Schreibstift das bewegliche Kompensationsorgan mechanisch gekuppelt ist Diese in der DE-PS 15 98 958 beschriebene Einrichtung hat den Nachteil, daß die Auswertung der Meßergebnisse dadurch erschwert wird, daß die gemessenen Teilchendurchmesser und die Konzentration der Teilchen in der Dispersion ausschließlich auf einer linearen Skala anfallen. In vielen Fällen stehen auch die lineare Teilchendurchmesserskala einerseits und die lineare Konzentrationsskala andererseits nicht in einem richtigen Verhältnis zueinander, was die Auswertung der Meßergebnisse weiterhin erschwert

Die Aufgabe der Erfindung ist es, die eingangs beschriebene Einrichtung so zu verbessern, daß neben einer linearen Aufzeichnung der Kornverteilung auch eine Aufzeichnung über nichtlineare, be'iebig wählbare Skalen möglich ist

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichenteil des Patentanspruchs I beschrieben. Eine Ausgestaltung der Erfindung ist Gegenstand des Unteranspruchs.

Durch die Erfindung wird in vorteilhafter Weise erreicht daß man beispielsweise der Teilchengrößenskala und der Konzentrationsskala eine logarithmische Einteilung geben kann. Hierdurch ist eine Verkürzung der Skalen möglich, wodurch Messungen über ein größeres Gebiet von Teilchendurchmessern möglich ist, ohne daß dabei die Übersicht verlorengeht. Auch ist eine Beurteilung des Meßergebnisses erheblich erleichtert wenn die gemessenen Teilci.ertdurchmesser in einem weit gestreuten Gebiet liegen. Bei der Verwendung eines logarithmischen statt eines linearen Kompensationsorgans ergibt sich dann der Logarithmus der Konzentration. Bei einer Ausführung der Kurvenbahn für die Bewegung des Sedimentationsgefäßes mit einer logarithmischen Steigung wird zur Zeit t der Logarithmus des Durchmessers aufgezeichnet.

Zur Aufzeichnung der Kornverteilung auf beliebigen nichtlinearen Skalen kann man entweder dem Kompensationsorgan eine nichtlineare Gestalt geben, so daß sich dessen Stellung für eine gegebene Teilchenkonzen tration gegenüber der Stellung, die es bei einer für lineare Darstellung geeigneten Gestalt einnehmen würde, verändert, oder maⁿ verändert den Zeitablauf der Bewegung zwischen Sedimentationsgefäß und Detektor in der gewünschten Weise. Als dritte Möglichkeit kommt schließlich in Betracht, sowohl die Gestalt des Kompensationsorgans als auch den Zeitablauf der Bewegung nichtlinear zu verändern, wodurch gegebenenfalls auch gewünschte komplexere Darsteüungsarten auf relativ einfache Weise er/ielt werden können.

Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung, und zwar sind:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Meßvorrichtung, bei der als Kompensationsorgan ein Kompensationskeil verwendet wird und

Fig.2 eine schematische Darstellung einer anderen Wellvorrichtung, bei der ein scheibenförmiges Kompensationsorgan ziu* Anwendung kommt

In Fi g. 1 ist bei 1 eine Röntgenröhre dargestellt, die durch eine Bleiblende 9 zwei Röntgenstrahlenbündel 5 von etwa gleicher Intensität aussendet Ein Strahlenbündel durchstrahlt das Sedimentationsgefäß 2. Das durch Absorption geschwächte Strahlenbündel trifft danach auf einen Detektor 3 auf. Ein in dem Detektor durch die Strahlung hervorgerufener Photonenstrom wird in to einen Elektrone.Tatrom umgewandelt und durch, einen Verstärker 10 verstärkt Das andere Strahlenbündel durchstrahlt ein Kompensationsorgan 11 und trifft danach auf einen Detektor 12 auf, dessen Photonenstrom umgewandelt und durch einen Verstärker 13 verstärkt wird. Der Unterschied zwischen den durch die Verstärker 10 und 13 verstärkten Ströme wird einer Registriervorrichtung 15 zugeführt Ein Schreibkopf 16 in der Registriervorrichtung mit der das Kompensationsorgan Mittels einer gestrichelt dargestellten Kupplung 18 mechanisch verbunden ist, verstellt sich infolge des zugeführten Differenzstromes derart, daß sich das Kompsnsationsorgan 11 möglichst bald in einer Stellung befindet in der der Unterschied zwischen den durch die Verstärker 10 und 13 verstärkten Ströme gleich Null ist Die dazu benötigte Einstellzeit beträgt gewöhnlich etwa 1 Sekunde. Die auf diese Weise durch das Instrument bestimmte Stellung des Kompensationsorgans 11 ist offensichtlich ein Maß für die Konzentration der Teilchen in dem Sedimentationsgefäß 2. Durch die mechanische Kopplung zwischen dem Kompensationsorgan 11 und dem Schreibkopf 16 der Registriervorrichtung 15 läßt sich die in dem Sedimentationsgefäß 2 vorhandene Konzentration auf einem ablaufenden Papierstreifen 17 aufzeichnen.

Das Kompensationsorgan 11 ist so ausgebildet daß zwischen der Stellung des Kompensationsorgans und der Konzentration in dem Sedimentationsgefäß ein bestimmter Zusammenhang besteht Beispielsweise besteht das Kompensationsorgan aus einem fast geraden Kompensationskeil, durch den dann ein lineares Verhältnis zwischen der Stellung und der Konzentratton bestimmt ist Ist ein anderes als ein lineares Verhältnis zwischen der Stellung und der Konzentration erwünscht so erhält das Kompensationsorgan it eine andere Form. Wenn die Kornverteilung einer Dispersion mit logarithmischer Normalverteilung als gerade linie aufgezeichnet werden soll, so läßt sich die dazu erforderliche Form des Kompensationskeils leicht empirisch ermitteln.

In Fig.2 ist ebenfalls die Röntgenröhre mit 1 bezeichnet Durch die Bleiblende 9 werden zwei etwa gleiche Strahlenbündel ausgesendet Die Strahlenbündel werden durch eine rotierende Drehklappe 39 unterbrochen. Eines der unterbrochenen Strahlenbündel durchstrahlt das Kompensationsorgan 11 und das Sedimentationsgefäß 2. Das Kompensationsorgan 11 hat die Form eines auf eine Scheibe aufgewickelten Keils. Das andere Strahlenbündel durcheilt eine nicht dargestellte Absorptionsvorrichtung. Hinter dem Sedimentationsgefäß 2 und auch hinter der konstanten Absorptionsvorrichtung ist ein mit einem Verstärker 10 verbundener Detektor 3 angeordnet. Hinter dem Verstärker 10 befindet sich ein Schalter 40, der synchron mit der Drehklappe 39 die aus den beiden erwähnten Strahlenbündeln abwechselnd herrührenden Meßimpulse auf zwei Eingänge 37 und 38 eines Servoverstärkers 41 überträgt der einen Servomotor 49 speist der seinerseits wieder das Kompensationsorgan 11 verdreht Die Lage des Kompensationsorgans 11 wird mittels eines mit ihm mechanisch gekuppelten Potentiometers 36 festgestellt an dessen Enden eine konstante Spannung vorhanden ist die beim Messen von Dispersionen einer Registriervorrichtung 15 als elektrisches Signal unmittelbar oder über einen Rechner zugeführt werden kann. Die Verstellung des Sedimentationsgefäßes erfolgt durch die Kurvenscheibe 6, wobei über eine an dem Sedimentationsgefäß 2 befestigte Zahnstange 48 und ein Zahnrad 47 die Stellung des Sedimentationsgefäßes 2 über eine mechanische Kopplung den beiden Potentiometern 45 und 46 mitgeteilt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

K Einrichtung zur Durchführung einer Kornverteilungsanalyse einer Dispersion in einem Strömungsmittel und zur Darstellung der Konzentration s der vorkommenden Teflchendurchmesser als Funktion der Durchmesser auf einer Teilchengrößenskala mit einem das Strömungsmittel aufnehmenden länglichen Sedimentationsgefäß, das zwischen einer Strahlungsquelle und einem Detektor angeordnet ist, einem Bewegungsorgan, das zwischen dem Detektor und dem Sedhnentationsgefaß während der Messung eine Relativbewegung hervorruft, und einem Registriergerät, das ein bewegliches Kompensationsorgan enthält, dessen Stellung ein Maß für den jeweiligen Meßwert ist, wobei für eine lineare Teilchengrößenskala der Zusammenhang zwischen Meßwertgröße und Kompensationsorganstellung linear ist und die Relativbewegung zwischen Detektor und Sedimentationsgefäß nach der Gleichung