DE2452970A1

DE2452970A1 - Verfahren zur bestimmung der viskositaet einer fluessigkeit, insbesondere fuer medizinische untersuchungen, und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2452970A1
Application number: DE19742452970
Authority: DE
Inventors: Carl Dr Med Bahnsen; Jens Dr Med Bahnsen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-11-08
Filing date: 1974-11-08
Publication date: 1976-05-13

Description

Verfahren zur Bestimmung der Viskosität einer Flüssigkeit, insbesondere für medizinische Untersuchungen, und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bestimmung der Viskosität einer Flüssigkeit, insbesmndere für medizinische Untersuchungen, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Zur Bestimmung der Viskosität einer Flüssigkeit sind allgemein Verfahren bekannt, bei denen eine Kraft als Meßgröße dient. Es ist aber auch bekannt, die Viskosität einer Flüssigkeit mit Rotationsviskosimetern zu bestimmen, bei denen ein Meßkörper in ein mit der zu untersuchenden Flüssigkeit gefülltes Gefäß eintaucht, wobei das Gefäß und der Meßkörper gegeneinander durch ein aus Motor und Getriebe bestehendes Antriebssystem in Drehung versetzt werden0 Das dazu notwendige Drehmoment wird dabei dadurch gemessen, daß sich das Rotationsmoment an einem onde einer Feder abstützt und an diesem Ende eine relativ kleine Winkelausbiegung hervorruft.
Bei einem anderen Rotationsviskosimeter zur kontinuierlichen essung der Viskosität von Substanzen relativ hoher Zähigkeit, insbesondere von Kunststoffschmelzen, wird beispielsweise als Wirkelement ein mit konstanter Drehzahl rotierender äußerer Zylinder und koaxial dazu ein an einem Torsionsstab festgehaltener Innenzylinder verwendet, Alle diese bekannten Verwahren und Vorrichtungen sind aber für die Bestimmung der Viskosität von Flüssigkeiten, die insbesondere für medizinische Zwecke verwendet werden, nicht genau und empfindlich genug, zumal sie bei hohen Verdünnungsgraden keine einwandfreien Werte lieferJnO Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem gerade bei hohen Verdünnungsgraden und kleinen Mengen der zu untersuchenden Flüssigkeiten einwandfreie Werte erzielt werden können.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit einem Verfahren dadurch gelöst, daß die in Bezug zur untersuchenden Meßflüssigkeit zur Anwendung kommende Bezugsflüssigkeit in Drehung versetzt, hierc durch ein sie umgebender in der Meßflüssigkeit frei schwimmender Rotationskörper angetrieben und die Differenz der Umlaufgeschwindigkeiten zweier die Bezugsflüssigkeit umschlieender Rotationskörper zur Bestimmung der Viskosität herangezogen wird0 Durch dieses Verfahren ist es möglich, die Umlaufgeschwindigkei ten der einzelnen Rotationskörper mit Hilfe elektronischer Zeitmeßeinrichtungen vorzunehmen, wodurch die Genauigkeit wesentlich gegenüber den bekannten Verfahren erhöht wird0 Zur Durchführung dieses Vertahrens wird gemäß der Erfindung ein Viskosimeter verwendet, das aus mindestens zwei konzentrisch ineinander angeordneten Rotationskörpern besteht, die in einem die Meßflüssigkeit aufnehmenden Behälter untergebracht sind und von denen der innere Rotationskörper durch eine von außen einwirkende Kraft antreibbar ist.
Hierbei sind die Rotationskörper becherförmig ausgebildet, der innere Körper ist in der waagerechten Ebene mit einem Weicheisenstab versehen, und als Antriebskraft dient ein unterhalb des Aufnahmebehälters rotierender Dauermagnet.
Durch diese Ausbildung wird - wie schon angeführt - erreicht, daß als Meßgröße nicht mehr wie bisher üblich eine Kraft dient, sondern eine Zeit, die durch eine elektronische Einrichtung sehr genau gemessen werden kann. Die Zeitmeßgröße ist hierbei die Drehzahl pro Minute des äulieren Rotationskörpers, und zwar im Verhältnis zu der vorher festgelegten, konstanten Drehzahl des inneren Rotationskörpers. Dieser Vorteil ist zum Beispiel für Ausführungen sehr kleiner Geräte von ausschlaggebender Bedeutung, da Kräftemessungen bei besonders kleinen Geräten kaum noch durchgeführt werden können und sich bei einer solchen Messung dann ungenaue Werte ergeben, die die erforderliche Exaktheit, insbesondere bei medizinischen Untersuchungen, infragestellen.
Die Rotatiknskörper können gemäß der Erfindung auch als Hohlkugeln oder hohle Ellipsoid ausgebildet sein, wodurch sich sogenannte schwimmende Viskosimeter ergeben.
Da die Rotationskörper auch gemäß der Erfindung aus gut wärmeleitenden Materialien hergestellt sind, können sich Temperaturunterschiede zwischen der Bezugsflüssigkeit und der Meßflüssigkeit nicht auswirken, da beide Flüssigkeiten die gleiche Temperatur haben Weiterhin ist es bei einem Rotationsviskosimeter

zur

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Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung auch möglich, im Verlauf einer Untersuchung die Meßflüssigkeit in ihrer Zusammensetzung zu ändern, so daß die Binwirkung der geänderten Zusammensetzung unmittelbar festgehalten, dohoaufgezeichnet werden kann0 Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung gehen aus der Beschreibung in Verbindung mit der schematischen Zeichnung eines Ausführungsbeispieles hervor. Es zeigen: Pig. 1 in schematischer Darstellung einen Querschnitt durch ein Rotationsviskosimeter gemäß der Erfindung und Fig. 2 eine Draufsicht auf das Rotaiansvi6kosimeterO Das Rotationsviskosimeter besteht aus einem Behälter 1, einem inneren, becherförmigen Rotationskörper 2 und einem den Rotationskörper 2 umgebenden Rotationskörper 30 Der innere Rotationskörper 2 ist in Bezug auf den Rotationskörper 3 durch einen sehr feinen Faden 4 oder eine Spitzenlagerung zentriert. An seinem Boden weist der Rotationskörper 2 einen Weicheisenstab 5 auf.
Zwischen den beiden Ratationskörpern 2 und 3 befindet sich die Bezugsflüssigkeit, vorzugsweise destilliertes Wasser, in der der innere Rotationskörper 2 schwimmt.
Der Behälter 1 ist mit der zu untersuchenden Meßflüssigkeit gefüllt, in der wieder der Rotationskörper 3 schwimmt. Der innere Rotationskörper 2 wird durch einen unterhalb des Gefässes 1 drehbar gelagerten Dauermagneten 6 mit konstanter Drehzahl angetrieben, wodurch die sich zwischen den beiden Rotationskörpern 2,3 befindliche Bezugsflüssigkeit in eine Umlaufgeschwindigkeit versetzt wird.
Diese umlaufende Bezugsflüssigkeit nimmt den Rotationskörper 3 mit0 Die Umlaufgeschwindigkeit dieses Rotationskörpern 3 wird jedoch durch die ihn umgebende Meßflüssigkeit abgebremst, wobei sich dann bei konstanter Umlaufgeschwindigkeit der Bezugsflüssigkeit ein dimensionsabhängiger Zusammenhang zwischen der Meßflüssigkeit und der Umlaufges.hwindigkeit des Rotationskörpers 3 ergibt.
Die Wirkungsweise des Verfahrens mit Hilfe der Vorrichtung sei an einem Bespiel erläutert: Läßt man den Rotationskörper 3 sich freischwimmend auf destilliertem Wasser drehen, so kann die Umdrehungszeit über viele Stunden konstant gehalten werden. Fügt man aber diesem destilliertem Wasser eine Spur Blut hinzu, so daß als Meßflüssigkeit eine Lösung von 1:ioo ooo entsteht, so vermindert sich die Umlaufgeschwindigkeit des Rotationskörpers 3 trotz gleichbleibender Antriebsgeschwindigkeit des Rotationskörpers 2. Nach einer Dauer von etwa 30 MinO beträgt die Verminderung der Umlaufgeschwindigkeit des Rotationskörpers 3 etwa 10% des Ausgangswertes. Diese Verminderung geht gleichmäßig mit der Zeit und dem Verdünnungsgrad der Lösung vor sich,

Claims

Patentansprüche; Verfahren zur Bestimmung der Viskosität einer Flüssigkeit, insbesondere für medizinische Untersuchungen, dadurch gekennzeichnet, daß die in Bezug zur untersuchenden Meßflüssigkeit zur Anwendung kommende Bezugsflüssigkeit in Drehung versetzt, hierdurch ein sie umgebender in der Meßflüssigkeit frei schwimmender Rotationskörper angetrieben und die Differenz der Umlaufgeschwindigkeiten zweier die Bezugsflüssigkeit ugschließender Rotationskörper zur Bestimmung der Viskosität herangezogen wird wobei die Flüssigkeiten austauschbar sind0 2o ) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung aus mindestens zwei konzentrisch ineinander angeordneten Rotationskörpern (2,3) besteht, die in einem die Meßflüssigkeit aufnehmenden Behälter (l) untergebracht sind und von denen der innere Rotationskörper (2) durch eine von auBen einwirkende Kraft antreibbar ist.

30 ) Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationskörper (2,3) becherförmig ausgebildet sind, der innen liegende Körper (2) in der waagerechten Ebene mit einem Weicheisenstab (5) versehen und zum äußeren Rotationskörper zentriert ist, un4 als AntriebskQr.ft ein unterhalb des Aufnahmebehälters (1) rotierender Dauermagnet (6) dient.

40 ) Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationskörper (2,3) als Hohlkugeln oder hohle Ellipsoide ausgebildet sind0 5.) Vorrichtung nach Anspruch 2 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationskörper (23) aus gut wärmeleitenden Materialien bestehen, L e e r s e i t e