DE19819555B4 - bubble pressure - Google Patents

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Abstract

Blasendrucktensiometer zur Messung der Oberflächenspannung, bei dem ein Gas durch eine Messkapillare (3) in eine Probe einblasbar ist, wobei in einer Messzelle des Blasendrucktensiometers ein Ultraschallgeber (4) zur Online-Reinigung der Messkapillare vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Deckel (5) der Messzelle die Messkapillare mit Gehäuse (3) und der Ultraschallgeber (4) in geringem gegenseitigem Abstand fixiert sind.Bubble pressure tensiometer for measuring the surface tension at which a gas is blown into a sample through a measuring capillary (3), wherein an ultrasonic generator (4) for online cleaning of the measuring capillary is provided in a measuring cell of the bubble pressure tensiometer, characterized in that in the lid ( 5) of the measuring cell, the measuring capillary with housing (3) and the ultrasonic generator (4) are fixed at a small mutual distance.

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Figure 00000001

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Blasendrucktensiometer zur Messung der Oberflächenspannung von Flüssigkeiten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a bubble pressure tensiometer for measurement the surface tension of liquids according to the preamble of claim 1.

Bei derartigen bekannten Geräten wird ein Gas in die Probe, d. h. eine Messprobe, eingeblasen und aus dem maximalen Blaseninnendruck die Oberflächenspannung der Probe berechnet. Um das Gas in die Probe einzublasen, wird es durch eine Kapillare, deren Durchmesser im Vergleich zur Länge gering ist, in die Probe eingeleitet. Hierzu muss die Kapillare in die Probe eintauchen und kann demzufolge durch die Probe verschmutzt werden. Verschmutzungen an der Kapillare bewirken ein Verfälschen des Messergebnisses. Deshalb muss die Kapillare bei der Messung unterschiedlicher Proben regelmäßig gereinigt werden. Hierzu wird die Kapillare aus dem Gerät entnommen und in eine spezielle Reinigungsvorrichtung, beispielsweise ein Ultraschallbad, gelegt und gereinigt.at such known devices a gas is introduced into the sample, i. H. a sample, injected and calculated from the maximum internal bubble pressure, the surface tension of the sample. To inject the gas into the sample, it is passed through a capillary, whose diameter is small compared to the length in the sample initiated. For this, the capillary must be immersed in the sample and can therefore be contaminated by the sample. contamination at the capillary cause a falsification of the measurement result. Therefore, the capillary must be used when measuring different samples be cleaned regularly. For this purpose, the capillary is removed from the device and into a special Cleaning device, such as an ultrasonic bath, laid and cleaned.

Eine solche regelmäßige Reinigung behindert jedoch den Einsatz der Blasendruckmethode bei der online-Messung. Hier muss die Oberflächenspannung kontinuierlich erfasst werden, um Änderungen im Prozess zu detektieren. Eine Reinigung würde die Messwerterfassung unterbrechen. Außerdem erfordert sie qualifiziertes Personal, das für derartige Anlagen nur begrenzt verfügbar ist.A such regular cleaning hinders the use of the bubble pressure method in online measurement. Here must be the surface tension continuously detected to detect changes in the process. A cleaning would interrupt the data acquisition. Besides, it requires qualified Staff for that Such systems are limited.

Um diese Nachteile zu beheben, gehört es zum Stand der Technik ( DE 196 53 752 A1 ), eine Reinigungseinrichtung in den Sensor zu integrieren und in vorgebbaren Zeitabständen oder in Abhängigkeit von der Prozessführung automatisch die Kapillare zu reinigen. Eine derartige Kombination kann auch bei Blasendrucktensiometern für den Laboreinsatz erfolgreich eingesetzt werden. Als Reinigungsvorrichtung wird ein Ultraschallgeber bzw. Ultraschallgenerator verwendet, der mit der Kapillare so verbunden ist, dass dessen Schwingungen auf die Kapillare übertragen werden. Allerdings wird dadurch ein Aus- und Einbau bzw. Austausch der Kapillare in dem Blasendrucktensiometer erschwert. – In einer anderen Ausführungsform ist der Ultraschallgenerator an der Wand der Messzelle befestigt, so dass die Ultraschallschwingungen über die in der Messzelle vorhandene Flüssigkeit auf die Kapillare übertragen wird. Vor jeder Messung kann damit ein durch ein Steuergerät gesteuerter Reinigungsvorgang erfolgen, während ein Messluftstrom beständig die Kapillare durchströmt, dem ein Reinigungsluftstrom überlagert wird. Infolge des von den Ultraschallschwingungen in der Messflüssigkeit zu durchlaufenden Übertragungswegs ist jedoch die Dämpfung der von dem Ultraschallgenerator auf die Kapillare zu übertragenden Ultraschallschwingung verhältnismäßig groß. Deswegen wird im Verhältnis zu der Leistung des Ultraschallgenerators kein hoher Reinigungseffekt an der Messkapillare erzielt.To overcome these disadvantages, it belongs to the prior art ( DE 196 53 752 A1 ) to integrate a cleaning device in the sensor and automatically clean the capillary at predetermined intervals or depending on the process control. Such a combination can also be successfully used in bladder pressure tensiometers for laboratory use. As a cleaning device, an ultrasonic generator or ultrasonic generator is used, which is connected to the capillary so that its vibrations are transmitted to the capillary. However, this makes it difficult to remove and install or replace the capillary in the bubble pressure tensiometer. - In another embodiment, the ultrasonic generator is attached to the wall of the measuring cell, so that the ultrasonic vibrations is transmitted via the liquid present in the measuring cell to the capillary. Before each measurement can thus be controlled by a control unit cleaning process, while a measuring air flow constantly flows through the capillary, which is superimposed on a cleaning air flow. Due to the transmission path to be traversed by the ultrasonic vibrations in the measuring liquid, however, the damping of the ultrasonic oscillation to be transmitted from the ultrasonic generator to the capillary is relatively large. Therefore, no high cleaning effect on the measuring capillary is achieved in relation to the power of the ultrasonic generator.

Weiterhin ist ein Blasendrucktensiometer zur Messung der Oberflächenspannung bekannt, bei dem ein Gas durch eine Messdüse in eine Probe einer Messzelle eingeblasen wird, wobei an der Messzelle des Blasendrucktensiometers eine Düsenreinigungseinrichtung, welche mit einer Elektronik gesteuert wird, zur online-Reinigung der Messdüse vorgesehen ist ( DE 195 29 787 A1 ). Die Düsenreinigungs-Einrichtung reinigt die Messdüse z. B. mittels einer Reinigungsnadel. Diese muss so angeordnet sein, dass sie in die Messdüse hineinreichen kann.Furthermore, a bubble pressure tensiometer for measuring the surface tension is known, in which a gas is injected through a measuring nozzle into a sample of a measuring cell, wherein a nozzle cleaning device, which is controlled with an electronics, is provided for online cleaning of the measuring nozzle at the measuring cell of the bubble pressure tensiometer ( DE 195 29 787 A1 ). The nozzle cleaning device cleans the measuring nozzle z. B. by means of a cleaning needle. This must be arranged so that it can reach into the measuring nozzle.

Bekannt ist auch ein Blasendrucktensiometer zur Messung der Oberflächenspannung, bei dem Gas durch eine Düse in eine Probe in einer Messzelle eingeblasen wird, wobei das Blasendrucktensiometer einen Betriebsmodus aufweist, bei dem das Gas mit voller Volumenstromleistung einer Gas-Volumenstromquelle zur Reinigung durch die Messdüse geblasen wird ( DE 196 36 644 C1 ). Bei diesem Blasendrucktensiometer stellt sich somit kein Problem der räumlichen Zuordnung der Düsenreinigungsmittel zu der Messdüse.Also known is a bubble pressure tensiometer for measuring the surface tension at which gas is injected through a nozzle into a sample in a measuring cell, wherein the bubble pressure tensiometer has an operating mode in which the gas is blown through the measuring nozzle with full volume flow capacity of a gas volume flow source for cleaning ( DE 196 36 644 C1 ). In this bubble pressure tensiometer thus poses no problem of the spatial allocation of the nozzle cleaning means to the measuring nozzle.

Bei einer ferner bekannten Vorrichtung zur online-Messung der Oberflächenspannung von Tensidlösungen mit einem Blasendrucktensiometer strömt die Tensidlösung über eine Kammer nahezu laminar in eine Messkammer, in der eine Messkapillare, jedoch keine Reinigungsvorrichtung, angeordnet ist ( DE 196 03 386 A1 ).In a further known device for online measurement of the surface tension of surfactant solutions with a bubble pressure tensiometer, the surfactant solution flows through a chamber almost laminar into a measuring chamber in which a measuring capillary, but no cleaning device, is arranged ( DE 196 03 386 A1 ).

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einem Blasendrucktensiometer der eingangs genannten Gattung die räumliche Zuordnung des zur Reinigung der Kapillare vorgesehenen Ultraschallgebers zu der Kapillare zu verbessern.Of the present invention is based on the object in a bubble pressure tensiometer the aforementioned genus the spatial allocation of the for cleaning the capillary provided to the ultrasonic transducer to the capillary improve.

Diese Aufgabe wird mit einem Blasendrucktensiometer mit einer Messzelle gelöst, welche die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.These Task is with a bubble pressure tensiometer with a measuring cell solved, which has the features of claim 1.

Die erfindungsgemäße Messzelle ist auf den 1 und 2 schematisch dargestellt. Die 1 zeigt eine Draufsicht auf eine online-Messzelle und die 2 einen Schnitt durch die Messzelle entlang der Linie I-I der 1.The measuring cell according to the invention is on the 1 and 2 shown schematically. The 1 shows a plan view of an online measuring cell and the 2 a section through the measuring cell along the line II of 1 ,

In dem Gehäuse 1 ist ein Wehr 2 angeordnet, das ein konstantes Flüssigkeitsniveau sichert. In dem Deckel 5 der Messzelle ist die Messkapillare mit Gehäuse 3 und der Ultraschallgeber 4 fixiert. Die Messflüssigkeit wird in Richtung des Pfeils 6 in die Messzelle gepumpt und das Gas zur Produktion der Blasen in Richtung des Pfeils 7 eingeblasen. Die Messflüssigkeit fließt in Richtung des Pfeils 8 aus der Messzelle, während das zur Blasenbildung eingeblasene Gas in Richtung des Pfeils 9 abströmt.In the case 1 is a weir 2 arranged, which ensures a constant liquid level. In the lid 5 The measuring cell is the measuring capillary with housing 3 and the ultrasound generator 4 fixed. The measuring liquid is in the direction of the arrow 6 pumped into the measuring cell and the gas to produce the bubbles in the direction of the arrow 7 blown. The measuring liquid flows in the direction of the arrow 8th from the Measuring cell, while the bubbled gas in the direction of the arrow 9 flows.

Durch den geringen Abstand zwischen der Messkapillare 3 und dem Reinigungsgeber, d. h. Ultraschallgeber 4, ist mit geringer Leistung des Ultraschallgebers 4 ein hoher Reinigungseffekt erzielbar. Während der Reinigung wird weiterhin Gas durch die Kapillare 3 geblasen. Dadurch wird gesichert, dass keine Flüssigkeit und damit auch keine Verschmutzungen in die Kapillare 3 gelangen. Die Stirnfläche der Kapillare 3, an der sich bei dem Betrieb des Sensors Schmutzpartikel anlagern können, wird sicher gereinigt.Due to the small distance between the measuring capillary 3 and the purifier, ie ultrasound generator 4 , is low power of the ultrasound generator 4 a high cleaning effect can be achieved. During cleaning, gas will continue through the capillary 3 blown. This ensures that no liquid and thus no dirt in the capillary 3 reach. The face of the capillary 3 , where dirt particles can accumulate during operation of the sensor, is safely cleaned.

Claims (1)

Blasendrucktensiometer zur Messung der Oberflächenspannung, bei dem ein Gas durch eine Messkapillare (3) in eine Probe einblasbar ist, wobei in einer Messzelle des Blasendrucktensiometers ein Ultraschallgeber (4) zur Online-Reinigung der Messkapillare vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Deckel (5) der Messzelle die Messkapillare mit Gehäuse (3) und der Ultraschallgeber (4) in geringem gegenseitigem Abstand fixiert sind.Bubble pressure tensiometer for measuring the surface tension at which a gas passes through a measuring capillary ( 3 ) is inflatable in a sample, wherein in a measuring cell of the bubble pressure tensiometer an ultrasonic transducer ( 4 ) is provided for the online cleaning of the measuring capillary, characterized in that in the lid ( 5 ) of the measuring cell, the measuring capillary with housing ( 3 ) and the ultrasound generator ( 4 ) are fixed at a small mutual distance.
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