DE19817464C1 - Meßvorrichtung mit horizontaler Probeanordnung für Ultraschallpenetrationsmeßgerät - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Meßvorrichtung mit horizontaler Probenanordnung für ein Ultraschallpenetrationsmeßgerät zur Messung der Penetration von Flüssigkeiten in flächigen Materialien wie Papier oder Textilien, bei dem eine Platte mit einem darauf befestigten Ultraschallsender und einen Platte mit einem Ultraschallempfänger in einer mechanischen Vorrichtung so angeordnet sind, daß mindestens eine der beiden Platten mit Sensor auf der senkrecht zur Sensoroberfläche befindlichen Achse beweglich angeordnet ist, wobei auf einer Platte die Papierprobe angeordnet ist und auf der gegenüberliegenden Platte die Prüfflüssigkeit aufgebracht ist und der Kontakt zwischen Flüssigkeit und Probe dadurch herzustellen ist, daß eine der beiden Platten parallel auf die andere Platte aufgepreßt ist.

Description

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zur Messung der Penetration von Flüssigkeiten in flächi­ ge Materialien wie Papier oder Textilien.

Vorrichtungen zur Messung der Penetration von Flüssigkeiten in flächige Materialien wie Papier, Textilien sind bekannt.

Bei diesen bekannten Vorrichtungen durchdringt ein von einem Sender erzeugtes Ultraschall­ signal die zu prüfende Materialprobe und es wird mittels eines Ultraschallempfängers die Veränderung des ausgesendeten Signale erfaßt.

Dabei wird das zu prüfende flächige Material in eine Flüssigkeit wie Wasser, Öl oder Streich­ farbe eingebracht und senkrecht zu seiner Oberfläche von den Ultraschallwellen durchstrahlt.

Vorzugsweise geschieht die Anwendung dieser bekannten Verfahren in einer Meßanordnung in Form einer Meßzeile.

In diese Meßzelle wird das zu prüfende flächige Material zwischen einen Ultraschallsender und einen dazugehörigen waagerecht gegenüberliegenden Empfänger eingebracht.

Weiterhin sind Meßgeräte bekannt, bei denen waagerecht im Boden eines Gefäßes, welches teilweise mit der Prüfflüssigkeit gefüllt ist, ein Ultraschallsensor als Sender und senkrecht darüber ein Ultraschallsensor als Empfänger angeordnet ist.

Auf der nach unten weisenden Oberfläche des oberen Sensors wird die Materialprobe fixiert. Das Niveau der Prüfflüssigkeit wird mittels Pumpe angehoben bis die Flüssigkeit die Probe berührt und dadurch der Ultraschall durch die Probe hindurch den Empfänger erreichen kann. In diesem Moment wird die Messung gestartet.

Aus der DE 93 21 208 U1 ist eine Anordnung zur Messung der Penetration von Flüssigkeiten in flächige Materialien bekannt, mit der der zeitliche Verlauf des Eindringens der Flüssigkeit in eine Seite des flächigen Materials mittels Ultraschall durch eine auf einer Probenträgerplatte mittels eines Haftmaterials aufgebrachten Materialprobe in einer mit Flüssigkeit gefüllten Meßzelle meßbar ist, wobei zwischen der Probenträgerplatte und der Materialprobe eine gasdurchlässige Kontaktfläche ausgebildet ist.

Aus der DE 295 20 941 U1 ist bekannt, daß die eingebrachte Probe auf einer Probenträgerplatte so anzuordnen, daß die senkrecht zur Probenoberfläche befindliche Achse der Probe nicht parallel zur Achse Sender-Empfänger steht.

Ebenfalls sind Meßgeräte bekannt, bei denen ein Ultraschallsensor waagerecht im Boden eines Gefäßes mit Prüfflüssigkeit angeordnet ist, der sowohl als Sender als auch gleichzeitig als Empfänger der von der Materialprobe reflektierten bzw. gestreuten Ultraschallsignale dient. Die zu messende Materialprobe wird dabei auf die Flüssigkeit mit einer Vorrichtung oder manuell aufgelegt.

Es ist eine Meßzelle mit horizontaler Probenanordnung für Ultraschallpenetrationsmeßgerät mit einem Ultraschall-Sensor, der als Sender und Empfänger wirkt, aus der DE 296 12 762 U1 bekannt, bei welcher ein Ultraschallsensor, der als Sender und Empfänger wirkt, waagerecht im Boden eines oben offenen Gefäßes angeordnet ist, welches in einem zweiten größeren Gefäß, das mit der Prüfflüssigkeit gefüllt und ebenfalls oben offen ist, beweglich so angeordnet ist, daß es in dem größeren äußeren Gefäß vertikal soweit zu bewegen ist, daß das kleinere innere Gefäß nach oben an die Materialprobe heranzuführen ist.

Eine Meßzelle für Ultraschallpenetrationsmeßgerät ist aus der DE 296 05 351 U1 bekannt, bei welcher auf gegenüberliegenden Seiten einer Meßzelle ein Ultraschallsender und der dazugehörige Empfänger und horizontal um 90 versetzt ein zweiter Ultraschallsender und der dazugehörige Empfänger angeordnet sind.

Weiterhin sind Meßgeräte bekannt, bei denen der Ultraschallsensor als Sender und Empfänger wirkt und waagerecht im Boden eines in der Senkrechten beweglichen Gefäßes mit Prüfflüssigkeit angebracht ist.

Zur Messung wird das Gefäß mit der Flüssigkeit nach oben gegen die waagerecht über dem Flüssigkeitsniveau aufgespannte Probe gedrückt.

Viele Verarbeitungsprozesse basieren auf dem Kontakt einer Flüssigkeit mit einer Papier- oder Kartonprobe unter Einwirkung eines Druckimpulses oder unter Dauerdruck.

Die beschriebenen Ultraschallmeßgeräte sind nur bedingt geeignet, bei der Kontaktierung von Flüssigkeit und Probe diese Prozeßbedingungen zu simulieren.

Nachteilig bei all diesen Verfahren ist, daß sie die relativ hohen Kontaktdrücke, die im Verarbeitungsprozeß auftreten, nicht realisieren können.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß jeweils eine Platte mit einem darauf befestigten Ultraschallsender und gegenüberliegend parallel dazu eine Platte mit einem Ultra­ schallempfänger in einer mechanischen Vorrichtung angeordnet sind.

Dabei ist mindestens eine der beiden Platten mit Sensor auf der senkrecht zur Sensorober­ fläche befindlichen Achse beweglich angeordnet.

Auf einer Platte ist die Papierprobe angeordnet und mit herkömmlichen Mitteln befestigt. Auf der gegenüberliegenden Platte ist die Prüfflüssigkeit aufgebracht und es wird der Kontakt zwischen Flüssigkeit und Probe dadurch hergestellt, daß die Platte mit der Papierprobe parallel auf die andere Platte aufgepreßt wird.

Die Platten können an ihren Außenkanten von einem Dichtring umgriffen sein, welcher in die­ sem Falle ein Herauspressen der Flüssigkeit verhindert und den Druck konstant hält.

Im folgenden soll die erfindungsgemäße Anordnung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert werden.

Die beiden Platten 1 bzw. 2 mit jeweils darauf befestigtem Ultraschallsender 3 und Ultraschallempfänger 4 sind parallel gegenüberliegend angeordnet, wobei Platte 1 beweglich ist und Platte 2 fest steht.

Auf der Platte 1 ist mit beispielsweise doppelseitigem Klebeband 5 die Papierprobe 6 befestigt. Auf der gegenüberliegenden Platte ist die Flüssigkeit 7 aufgebracht.

Die Platte 1 wird parallel auf die Plane 2 aufgepreßt, wobei der Kontakt zwischen Flüssigkeit und Probe hergestellt wird.

Ein Dichtungsring 8 verhindert, daß die Flüssigkeit seitlich herausgepreßt wird und der Druck sich somit abbaut. Der Ring kann auch so gestaltet werden, daß die Flüssigkeit z. T. abfließen kann und die beiden Platten in einem festen Abstand fixiert werden, wodurch ein kurzer Druckimpuls entsteht, oder er kann auch ganz entfallen.

In einer weiteren Ausgestaltungsform besteht auch die Möglichkeit, einen Sensor als Sender und Empfänger zu schalten und gegenüberliegend parallel nur eine Platte ohne Sensor anzuordnen.

Auf eine der beiden Platten mit Sensor bzw. auf die Platte ohne Sensor im Falle der Anordnung eines Sensors als Sender und zugleich Empfänger wird die Materialprobe aufgebracht, vorzugsweise mit doppelseitigem Klebeband.

In weiterer Ausgestaltung ist es auch möglich, auf jede der beiden Platten eine Materialprobe aufzubringen.

Auf die nicht mit der Materialprobe versehene Platte beziehungsweise zwischen die Materialproben, falls auf jede der beiden Platten eine Probe aufgebracht wurde, oder auch auf eine der beiden Materialproben wird die Prüfflüssigkeit aufgebracht.

Dies geschieht beispielsweise mittels einer zwischen den Platten gespannten perforierten Fo­ lie, auf die die Flüssigkeit aufgebracht wurde oder auf beiden Seiten einer nichtperforierten Folie, die ebenfalls zwischen die Platten eingebracht wird.

Zum Kontaktieren der Materialprobe mit der Flüssigkeit wird dabei die bewegliche Platte auf die unbewegliche aufgepreßt beziehungsweise beide gegeneinander gepreßt. Der Preßdruck kann während der Messung beibehalten aber auch variiert werden. Während des Flüssigkeitskontaktes werden Ultraschallsignale vom Sender durch die Probe gesandt und vom Empfänger empfangen.

Die Signalveränderung ist ein Maß für die zu beobachtenden Wechselwirkungsprozesse zwischen Flüssigkeit und Materialprobe bzw. -proben.

Claims (5)

1. Meßvorrichtung für Ultraschallpenetrationsmeßgerät, daß bei dem eine Platte mit einem darauf befestigten Ultraschallsender und gegenüberliegend parallel dazu eine Platte mit einem Ultraschallempfänger in einer mechanischen Vorrichtung angeordnet sind, dadurch gekennzeich­ net, daß mindestens eine der beiden Platten mit Sensor auf der senkrecht zur Sensoroberfläche befindlichen Achse beweglich angeordnet ist, wobei auf einer Platte die Papierprobe angeordnet ist und auf der gegenüberliegenden Platte die Prüfflüssigkeit aufgebracht ist und der Kontakt zwischen Flüssigkeit und Probe dadurch herzustellen ist, daß eine der beiden Platten parallel auf die andere Platte aufgepreßt ist.

2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Platten an ihren Außenkanten mit einem Dichtring versehen ist.

3. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensor als Sender und Empfänger geschaltet ist und gegenüberliegend parallel nur eine Platte ohne Sensor angeordnet ist.

4. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder der beiden Platten eine Materialprobe angeordnet ist und die Prüfflüssigkeit auf beiden Seiten einer nichtperforierten Folie befindet und zwischen die Platten gebracht wird.

5. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfflüssigkeit mittels auf beiden Seiten der erfindungsgemäßen Einrichtung angeordneten nichtperforierten Folie aufge­ bracht wird.