DE3641821C2 - Verfahren zur automatischen Messung der Diffusionseigenschaften von Flächengebilden und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein automatisches, gut reproduzierbare Werte lieferndes Verfahren zur Messung der Wasserdampfdiffusionseigenschaften von porösen Flächengebilden, speziell von textilen Flächengebilden und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Den besonders in letzter Zeit im Rahmen der Neuentwicklung bei Regen- und Sportbekleidung aufgetretenen Bedarf an bekleidungsphysiologischen Materialkenndaten muß durch Messung der Wasserdampfdurchlässigkeit (WDD) und des Feuchtedurchgangswiderstands (Ret) Rechnung getragen werden.

Es besteht daher ein dringendes Bedürfnis nach einem einfachen, schnell ausführbaren Verfahren zur gut reproduzierbaren Bestimmung dieser Diffusionseigenschaften mit Hilfe einer preisgünstigen, relativ unkomplizierten und möglichst direkt arbeitenden Meßvorrichtung.

Die bisher bekannten Verfahren und Vorrichtungen genügen den Wünschen und Anforderungen der Praxis nicht. So wird die Prüfung von Textilmaterialien auf Wasserdampfdurchlässigkeit bisher nach DIN 53 122 vorgenommen, einer Prüfmethode, die ursprünglich für beschichtete Gewebe, mit relativ niedrigen Diffusionswerten entwickelt worden war, und nach DIN 54101 (E), einem zuverlässigen und genauen, aber apparativ komplizierten, sehr teueren und zeitaufwendigen Verfahren. Nach DIN 53122 werden Schälchen, die mit einem Trockenmittel (Silicagel) gefüllt sind, mit dem Prüfling so abgedeckt, daß die Schalenränder mit dem Prüfling luftdicht verbunden sind. Die abgedeckten Schälchen werden gewogen, in einem Exsiccator, in dem eine definierte Luftfeuchte und Temperatur herrscht, eingestellt und nach gewissen Zeitabständen die Gewichtszunahmen der Schälchen festgestellt. Da in den Prüfnormen bezüglich der Wasserdampfdurchlässigkeit keine weitere Vorschrift existiert, wird die DIN 53 122 inzwischen allgemein bei allen flächigen Textilien angewendet, obwohl sie dabei ihren Vertrauensbereich zum Teil weit überschreitet. Bei einschlägigen Versuchen mit unbeschichteten Geweben und Gestricken ergeben sich eine Reihe verfahrensbedingter Unzulänglichkeiten nämlich die sehr lange Prüfzeit von 96 Stunden, wobei die Aktivitätskonstanz der Silicagels und die Klimakonstanz je nach Probenmenge bzw. der Durchlässigkeit der Proben über die lange Prüfzeit nur unzureichend oder gar nicht gegeben ist, klimatisch undefinierte Bereiche zwischen Prüfling und Silicagel, schlechte Produzierbarkeit der Meßergebnisse und infolge dessen auch schlechte Differenzierbarkeit der Daten verschiedener Proben.

Im Prinzip ganz ähnlich verläuft die Prüfung nach ASTM, E 96-80. Hier wird außer der sogenannten Trockenmittel- Methode, die im wesentlichen genau so wie die Bestimmung nach DIN 53122 ausgeführt wird, die sogenannte Wassermethode beschrieben, in der die mit dem Prüfling verschlossenen Schalen mit Wasser gefüllt werden und in eine Standardatmosphäre gebracht werden.

Ein Nachteil dieser bekannten Methoden besteht auch darin, daß in den Schälchen zwischen dem die Öffnung abdeckenden Prüfling und der Wasseroberfläche bzw. dem Trockenmittel ein Gradient des Wasserdampfpartialdrucks auftreten kann, der die Meßwerte verfälscht. Es ist auch bereits eine Meßmethode beschrieben worden, bei der diese systematische Fehlerquelle vermieden wird. Hierbei wird die Öffnung einer teilweise mit Wasser befüllten Meßdose mit einer Membran aus PTFE beschichtetem Nylon und darauf mit dem Prüfling abgedeckt und beide Flächengebilde werden auf der Öffnung durch ein elastisches Band fixiert. Dann wird die Dose mit der abgedeckten Öffnung nach unten gedreht, so daß das Wasser die PTFE-Membran bedeckt, der Boden der Dose wird mit einer Injektionsnadel durchstoßen, um einen kapillaren Druckausgleich zu schaffen, die so vorbereitete Meßanordnung wird in eine Standardatmosphäre gebracht und die Gewichtsabnahme bestimmt.

Eine ganz ähnliche Meßanordnung ist beschrieben im Journal of the Textile Institute (1984), Seiten 142-145 bei der jedoch das zu prüfende Textilmaterial zwischen zwei PTFE-Membranen gelegt wird. Die Verfahren, die mit PTFE-Folien verschlossenen Dosen arbeiten, ergeben zwar gut reproduzierbare Meßwerte, sie sind jedoch für die Praxis, wo schnell große Probenmengen untersucht werden müssen, zu umständlich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, eine Methode zur Messung der Wasserdampfdiffusionseigenschaften von porösen Flächengebilden zu entwickeln, die möglichst unabhängig ist von der Aktivitätskonstanz eines Trockenmittels, bei der Wasserdampf-Partialdruckgradienten weitgehend oder ganz vermieden werden, und die es gestattet, in kurzer Zeit eine größere Menge von Textilproben zu messen um eine statistische Auswertung der Ergebnisse zu ermöglichen. Die Methode sollte darüberhinaus eine einfache Kontrolle der Apparatekonstanten erlauben und durch weitgehende Automatisierung möglichst geringe personenspezifische Meßfehler ergeben.

Die vorliegende Erfindung betrifft nun ein Verfahren und eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung, mit der diese Aufgabe gelöst werden kann.

In den folgenden Ausführungen wird auf die Fig. 1 bis 9 Bezug genommen.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine in ihre Einzelteile zerlegte Meßdose (1) mit den Einzelteilen Wasservorratsbehälter (2) mit der Druckausgleichsöffnung (9) und einem verbreiterten Rand (3) und dem darin eingelassenen Schraubbolzen (7), die auf die Behälteröffnung passende Membran (4), einem Dichtungsring (5), dem Überwurf (6) und der Rändelmutter (8).

Fig. 2 zeigt eine in die Öffnung (13) der Deckenfläche einer Klimakammer (14) eingesetzte Meßdose (1), die mit Wasser (10) befüllt und die mit Membran (4), Dichtungsring (5) und Prüfling (11) bestückt ist, welche durch den mit Gewinde (33) aufgeschraubten Überwurf (6), der einen Außenflansch (12) aufweist, gehalten werden.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch einen Wasservorratsbehälter (2), der mit einem gitterförmigen Stützelement (15) versehen ist.

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch einen Wasservorratsbehälter (2) der mit einem zentralen Stützelement (15a) versehen ist.

Fig. 5 zeigt einen vertikalen Schnitt längs der in Fig. 6 angegebenen Schnittlinie V-V, und Fig. 6 zeigt eine Aufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung bestehend aus einer Klimakammer (14) mit Anschlußstutzen (20) für die Zufuhr des trockenen Kammermediums durch den Luftverteiler (34), einem Siebpaket (19) und einer groben Glasfritte (21), wobei in die Deckenfläche der Klimakammer ein Drehteller (16) eingelassen ist, der Öffnungen (18) aufweist, in die Meßdosen (1) eingesetzt sind und der durch den Elektromotor (17) in Rotation versetzt werden kann; und einer mittels der Hebebühne (24) durch den Boden der Klimakammer einfahrbaren Waage (23). Die Klimakammer ist ferner mit dem Anemometer (22) ausgerüstet.

Fig. 7 zeigt das Schema eines Klimatisierungssystems (25) mit den Baugruppen (26), (27) und (28) zum Ansaugen von Frischluft, zum Trocknen und zum Temperieren der Luft, Meßinstrumenten 29, 30 und 31 zum Messen von Luftmenge, Luftfeuchte und Lufttemperatur, Rückkopplungswegen (32) für die automatische Steuerung dieser Parameter, sowie der Kupplung (35) mit der der Anschluß an den Anschlußstutzen (20) der Meßvorrichtung erfolgt.

Fig. 8 zeigt die graphische Darstellung der Abhängigkeit der flächennormierten Gewichtsabnahme der Meßdosen von der Prüfzeit und der Anzahl der Probenlagen.

Fig. 9 zeigt die graphische Darstellung der Abhängigkeit der Hilfskennwerte WDD_n* und Ret_n* von der Anzahl der Probenlagen.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Messung der Wasserdampfdiffusionseigenschaften von porösen Flächengebilden dient eine Vorrichtung mit mindestens einer Meßdose (1), die aus einem mit einer kapillaren Druckausgleichsöffnung (9) versehenen Wasservorratsbehälter (2), der eine Öffnung mit ebenem Rand (3) aufweist, einer wasserdampfdurchlässigen Membran (4), die auf dem ebenen Rand (3) aufliegend diese Öffnung verschließt, einem auf den ebenen Rand (3) passenden Dichtungs- und Abstandsring (5), und einem Überwurf (6), der auf dem ebenen Rand (3) des Wasserbehälters fixierbar ist, zur Befestigung der Membran (4), des Dichtungs- und Abstandsrings (5) und - im Anwendungsfall - des Prüflings (11), besteht, und einer Klimakammer (14) mit einer Standardatmosphäre, die mit mindestens einer verschließbaren Öffnung (13) zum Einsetzen und einer Halterung zur Aufnahme der mindestens einen Meßdose (1) versehen ist, wobei bei in der Klimakammer (14) eingesetzter Meßdose (1) zwischen den Wandungen der Klimakammer (14) und der Membran (4) der Meßdose (1) ausreichend Platz für den Prüfling (11) und für freie Luftzirkulation vorhanden ist, und wobei eine Waage (23) integriert ist, die die Wägung der in die Klimakammer (14) eingesetzten mindestens einen Meßdose (1) gestattet.

Die Waage (23) ist zweckmäßigerweise eine automatische Waage mit einer Genauigkeit von ±0,1 mg.

Das Prinzip der erfindungsgemäß einzusetzenden Meßdose (1) ist in Fig. 1 dargestellt. Sie besteht aus einem Wasservorratsbehälter (2) mit ebenem, gewünschtenfalls verbreitertem Rand (3), auf den die in passender Größe zugeschnittene wasserdampfdurchlässigen Membran (4), ggfs. ein der Größe des verbreiterten Randes entsprechender Dichtungsring (5) in der Stärke des gewünschten Abstandes von Membran und Prüfling, aufgelegt und schließlich ein passender Überwurf (6) aufgesetzt und durch geeignete Befestigungsmittel fixiert wird. Ein geeignetes Befestigungsmittel besteht z. B. in einigen, in Umfangsnähe angeordneten, Schraubbolzen (7) mit Rändelmuttern (8), wovon eine in Fig. 1 dargestellt ist.

Der Wasservorratsbehälter (2) weist auf seinem Boden oder in der Seitenwand nahe seines Bodens eine kapillare, das heißt sehr enge (Durchmesser < 0,1 mm) Druckausgleichsöffnung (9) auf.

Der Überwurf dient außer zur Befestigung der Membran auch gleichzeitig zur Befestigung des Prüflings in geringem Abstand vor oder vorzugsweise in direktem Kontakt mit der Membran.

Erfindungsgemäß einsetzbare wasserdampfdurchlässige Membranen weisen offene Poren auf, die den Durchtritt der Wassereinzelmoleküle des Wasserdampfs gestatten, die Molekülkluster des flüssigen Wassers dagegen zurückhalten.

Eine solche Differenzierung der Durchlässigkeit erfolgt in der Regel bei Membranen deren Porendurchmesser unter ca. 75 µm liegt. Membranen die diese Bedingung erfüllen, sind praktisch alle Folien aus hochmolekularen organischen Materialien, wie z. B. mehr oder weniger hydrophile Folien aus Cellulose und modifizierter Cellulose (z. B. ®Cellophan-Folien) oder Folien aus hydrophoberen bis extremhydrophoben Materialien wie z. B. Polyamid, Polyester, Polyethylen, Polypropylen, Polyacrylnitril, PVC oder Polytetrafluorethylen (PTFE).

Die Wasserdampfdurchlässigkeit der erfindungsgemäß eingesetzten Membran bzw. Folie soll möglichst groß sein.

Die Membran muß auch eine für den erfindungsgemäßen Einsatz ausreichende mechanische Festigkeit und Dimensionsstabilität aufweisen und diese auch über einen längeren Zeitraum beibehalten, damit möglichst viele Messungen mit der gleichen Membran durchgeführt werden können. So soll die Membran einen nicht zu niedrigen Elastizitätskoeffizienten haben, damit bei der erfindungsgemäßen Benutzung durch äußere Kräfte z. B. durch einen auf der Membran lastenden hydrostatischen Druck, keine unerwünscht große Verformung eintritt, die Membran soll aber auch eine gewisse elastische Dehnbarkeit aufweisen, damit Spannungen die durch die Randbefestigung der Membran beim Aufbau der Meßanordnung eintreten können, aufgefangen werden. Ferner soll die Membran eine gute Reißfestigkeit haben.

Hydrophile Membranen weisen häufig ein ausgeprägtes Quellvermögen auf, das zu einer Vergrößerung der Membran führt. Solche Membranen z. B. solche aus Cellophan, werden zweckmäßigerweise vor ihrem erfindungsgemäßen Einsatz so lange gewässert, bis Dimensionsstabilität eingetreten ist.

Als wasserdampfdurchlässige Membran zur Durchführung des erfindungsgemäßen Meßverfahrens, können mit besonderem Vorteil Folien aus fluorierten Polymerisaten, insbesondere aus Polytetrafluorethylen eingesetzt werden, da sie sehr günstige Werte der Wasserdampfdurchlässigkeit mit hoher mechanischer Stabilität verbinden und ihre relevanten Eigenschaften auch bei ständigem erfindungsgemäßen Einsatz über lange Zeiträume unverändert beibehalten. Die Stärke dieser Folien liegt zweckmäßigerweise bei 25 bis 80 µm. Es können somit zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens handelsübliche Polytetrafluorethylenfolien eingesetzt werden.

Zur Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gehört ferner eine zur Aufnahme einer oder mehrerer Meßdosen geeignete Klimakammer, die mit einem Umgebungsmedium, dessen Temperatur genau eingestellt und dessen Wasserdampfpartialdruck konstant auf einem Bruchteil des Sättigungsdruckes des Wassers bei der gewählten Meßtemperatur gehalten werden kann, gefüllt ist. Besonders vorteilhaft ist die Einstellung eines möglichst geringen Wasserdampfpartialdrucks in der Klimakammer. Die Aufnahme der Meßdosen in die Klimakammer kann dadurch erfolgen, daß diese als Ganzes in die Kammer eingebracht und darin so gehalten werden, daß das Kammermedium freien Zutritt zum Prüfling hat. Es genügt jedoch auch, die Meßdosen in eine passende Öffnung der Kammer dichtschließend so einzusetzten, daß nur der den Prüfling tragenden Teil der Meßdose mit dem Innern der Klimakammer in Verbindung steht. Die letztgenannte Ausführungsform hat den Vorteil der sehr bequemen Handhabung. Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Meßvorrichtung dieser Konstruktion, bei der die Wasser (10) enthaltende und mit einem Prüfling (11) versehene Meßdose mit einem Außenflansch (12) in eine Öffnung (13) in der Deckenfläche der Klimakammer (14) dichtschließend eingehängt ist.

Die Öffnungen der Klimakammer sind in dem Sinne verschließbar, daß sie das Eindringen von Außenluft verhindern. Diese abschließende Wirkung kann auch durch einen geringfügigen Überdruck in der Klimakammer unterstützt werden. Der Überdruck soll ggfs. so hoch sein, daß durch evtl. vorhandene Öffnungen der Klimakammer ein Strom des Mediums aus der Klimakammer in die Umgebung eintritt, wobei die Geschwindigkeit des Medienstromes etwa 0,5 bis 5 cm/sec. betragen soll.

Die Aufrechterhaltung des niedrigen Wasserdampfpartialdrucks in der Klimakammer kann im Prinzip nach allen bekannten Methoden erfolgen. So kann man den Wasserdampf durch chemisch oder physikalisch wirkende bekannte Trockenmittel, wie z. B. Phosphorpentoxid, konzentrierte Schwefelsäure, Kalziumchlorid, Natronkalk oder Silicagel absorbieren lassen, oder man kann ihn beispielsweise durch Tiefkühlung ausfrieren. Auf jeden Fall ist z. B. durch gründliches Umwälzen des Mediums in der Klimakammer oder durch ständige Zufuhr des definierten Mediums im Überschuß dafür Sorge zu tragen, daß der Trocknungseffekt in der gesamten Ausdehnung des Mediums erfolgt, so daß sich keine räumlichen Unterschiede des Wasserdampfpartialdrucks ergeben.

Das definierte Umgebungsmedium der Klimakammer ist außer durch seine stoffliche Zusammensetzung, durch seine Temperatur definiert. Da die Berücksichtigung des Einflusses eines Temperaturgefälles zwischen einzelnen Bereichen der Meßanordnung kompliziert und für die Praxis zu umständlich ist, ist zweckmäßigerweise dafür zu sorgen, daß das gesamte Meßsystem bestehend aus Meßdose und Klimakammer auf der gleichen Temperatur gehalten wird.

Die erfindungsgemäße Meßvorrichtung verhält sich so, als befände sich im Innern der mit der Membran verschlossenen, wasserbefüllten Meßdose ein Medium, in dem der Wasserdampfpartialdruck des Wasserdampfes die Höhe des Sättigungsdrucks bei der Meßtemperatur aufweist. Aus dieser Zone diffundiert Wasserdampf durch die Membran und den, ggf. in mehreren Lagen aufgelegten Prüfling in das Klimakammer-Medium, dessen Wasserdampfpartialdruck nur ein Bruchteil des Sättigungsdruckes beträgt. Die in der Zeiteinheit diffundierende Wasserdampfmenge ist dabei entsprechend dem 1. Fick′schen Gesetz proportional dem Partialdruckgefälle des Wasserdampfes und umgekehrt proportional der Summe der Diffusionswiderstände von Prüfling und Membran.

Die Menge des durch Membran und Prüfling in der Zeiteinheit durchtretenden Wasserdampfes wird bestimmt, indem man die Menge des mit der Membran in Kontakt stehenden Wassers vor der Messung bestimmt und ihre zeitliche Abnahme im Verlauf der Messung verfolgt.

Die wiederholten Gewichtsbestimmungen der Meßdose erfolgen mit der zur erfindungsgemäßen Meßvorrichtung gehörenden Waage, deren Lastaufnahmeelement in der Klimakammer so angeordnet wird, daß die Wägung automatisch in regelmäßigen Zeitabständen erfolgen kann, ohne die Meßdose aus der Klimakammer zu entnehmen. Vorteilhafterweise erfolgt auch eine automatische Registrierung der Wägeergebnisse, automatische Kontrolle der Linearität der zeitlichen Gewichtsabnahme und automatische Berechnung von Wasserdampfdiffusionswert und Feuchtedurchgangswiderstand aus den registrierten, linearen Werten.

Eine besonders zweckmäßige Vorrichtung weist eine kastenförmige Klimakammer auf, in deren flachem Deckel ein runder Drehteller drehbar aber dichtschließend integriert ist. Der Drehteller ist mechanisch mit einem Elektromotor gekoppelt und kann durch ihn mit einer frei wählbaren Geschwindigkeit gedreht werden. Der Drehteller weist in kreisförmiger Anordnung 6 runde Öffnungen auf, in die jeweils eine Meßdose so eingesetzt ist, daß sie leicht aus ihrem Sitz gehoben werden kann, ihre gesamte, mit dem Prüfling bespannte Fläche mit dem Innenraum der Kammer in Verbindung steht und ein dichter Abschluß der Drehtelleröffnungen erfolgt. An der Unterseite der Kammer ist senkrecht unter der Kreisbahn, auf der die Öffnungen des Drehtellers liegen, eine Waage auf einer Hebebühne angebracht und jeder Öffnung des Drehtellers ist ein Näherungsschalter zugeordnet, derart, daß die Drehbewegung des Drehtellers dann unterbrochen werden kann, wenn die entsprechende Öffnung mit der Meßdose direkt über der Waage steht.

Zur Erleichterung der Handhabung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, insbesondere der Meßdose, ist es besonders vorteilhaft, in der Ebene des Randes des Wasservorratsbehälters (2) gemäß Fig. 3 und 4 ein Stützelement (15a) bzw. (15b) vorzusehen, auf dem sich die Membran und ggf. der Prüfling beim Auflegen auf die Gefäßöffnung und bevor der Überwurf aufgesetzt wurde, abstützen können. Das Stützelement, soll eine möglichst kleine Auflagefläche aufweisen, das heißt, das Verhältnis der Querschnittsfläche die die Membran stützt und daher abdeckt, zu der Fläche der Membran die von dem Stützelement nicht abgedeckt wird, soll möglichst klein sein. Mannigfaltige Ausführungsformen des Stützelement sind denkbar, z. B. eine in der Ebene des Gefäßrandes liegende, steife Siebplatte (15a von Fig. 3) oder auch ein im wesentlichen zentrales, säulenförmiges Stützelement (15b von Fig. 4), das die Membran etwa in ihrer Mitte abstützt.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Meßverfahrens, unter Benutzung, der in Fig. 1 skizzierten Meßdose, wird in den Wasservorratsbehälter (2) Wasser eingefüllt, in einer Menge die mindestens so groß ist, daß nach Ausführung einer Wasserdampfdiffusionsmessung noch die gesamte Fläche der Membran mit einer Wasserschicht bedeckt ist, wenn die Meßdose sich in Benutzungsposition befindet. In der Praxis ist es zweckmäßig das Gefäß (2) möglichst ganz mit Wasser zu füllen, insbesondere wenn man zügig eine ganze Reihe von Prüflingen untersuchen will. In besonderen Fällen, z. B. wenn eine stärker dehnbare Membran eingesetzt werden soll, die durch den hydrostatischen Druck des Wassers verformt wird, kann aber natürlich das Gefäß auch nur teilweise mit Wasser befüllt werden. Um die Permeabilität der Membran über lange Zeit unverändert zu halten, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zumindest salzarmes, z. B. teil- oder vollentsalztes, vorzugsweise aber destilliertes Wasser einzusetzen.

Die Öffnung des Wasservorratsbehälters (2), wird dann mit der passenden Membran bedeckt und gewünschtenfalls ein Abstands- und Dichtungsring, der dem Format des Behälterrandes entspricht, aufgelegt. Danach wird die gewünschte Anzahl der auf den Öffnungsdurchmesser zugeschnittenen Prüflinge übereinander aufgelegt und schließlich Prüfling, Membran und ggfs. der Abstandsring, durch Aufsetzen des Überwurfs, gehalten. Der Überwurf wird fixiert (z. B. durch eine geeignete Verschraubung) und die so vorbereitete, mit dem Prüfling bestückte Meßdose wird gewogen und mit der Membran nach unten in die Klimakammer eingebracht und so befestigt, daß die gesamte Fläche des Prüflings dem in der Kammer befindlichen Umgebungsmedium ausgesetzt ist.

Vorzugsweise wird man in der Kammer für eine Strömung des Umgebungsmediums längs der Fläche des Prüflings sorgen.

In regelmäßigen Zeitabständen Δt z. B. nach 1/4; 1/2; 1; 1,5; 2; 2,5 usw. Std. wird die den Prüfling tragende Meßdose gewogen und die Gewichtsabnahme (ΔG) bestimmt. Die Messung kann dann abgebrochen werden, wenn mehrere Wägungen innerhalb der Fehlergrenze die Konstanz der Gewichtsabnahme, bezogen auf die Zeiteinheit, ergeben haben. Vor der in der beschriebenen Weise durchgeführten Messung der Wasserdampfdurchlässigkeit von Prüflingen und nach jeweils 5 bis 10 solcher Messungen, macht man mit der gleichen Vorrichtung unter den gleichen Meßbedingungen eine Leermessung, d. h. man führt das Meßverfahren ohne eingelegten Prüfling durch. Die hier erhaltene Abnahme der Wassermenge ΔG_o ist eine von den Vorrichtungsdimensionen und den Prüfbedingungen abhängige Größe und kann zur Qualitätskontrolle der Membran herangezogen werden.

Zur Bestimmung des probendickenunabhängigen Feuchtedurchgangswiderstands Ret wird die oben beschriebene Messung je einmal ohne und mit einer Lage des Prüflings, und sofern eine Erhöhung der Meßsicherheit und eine Qualitätskontrolle der Meßwerte gewünscht wird, auch noch mit zwei und ggf. noch mehr Lagen des Prüflings ausgeführt. Die ermittelten Werte ΔG der Gewichtsabnahme der Meßdosen korrelieren mit den Meßzeitintervallen Δt. Trägt man die gemessenen Werte von ΔG in einen Koordinatensystem gegen Δt auf, so erhält man, zumindest nach Ablauf der Einlaufphase, eine gute Linearität zwischen ΔG und Δt und es zeigt sich, daß jeweils die für eine bestimmte Anzahl von Probenlagen erhaltenen Meßwerte in einem solchen Koordinatensystem auf einer Geraden liegen. Fig. 8 zeigt eine solche Serie von Meßergebnissen von ΔG nach verschiedenen Prüfzeitintervallen wie sie bei einer Leermessung und bei Einschaltung von 1 bis 4 Lagen des Prüflings (hier Proben von Polyestergewebe) ermittelt worden sind. Die Steigung der Geraden ist um so geringer, je mehr Probenlagen eingeschaltet worden sind. Aus den nach den Prüfzeitintervallen Δt erhaltenen Werten der Gewichtsabnahme ΔG der Meßdosen werden die Hilfskennwerte Ret* nach der Gleichung (1)

und gewünschtenfalls die Hilfskennwerte der Wasserdampfdurchlässigkeit WDD_n* nach der Gleichung (2)

berechnet, wobei in den obigen Gleichungen die Symbole

A die effektive Fläche des Prüflings,
ΔG die Gewichtsabnahme der Meßdose während des Prüfzeitintervalls,
Δt das Prüfzeitintervall
P_s den Wasserdampfsättigungsdruck bei der Meßtemperatur
P_d den Wasserdampfpartialdruck in der Klimakammer
Φ die Verdampfungswärme des Wassers (0,679 Whg^-1)

bedeuten.

Im Interesse einer rationellen Gestaltung des Rechenprogramms kann es zweckmäßig sein, aus den Meßwerten zunächst WDD_n* zu berechnen und aus diesen nach der aus Gleichung (1) ableitbaren Gleichung (1a)

die Ret_n*-Werte.

Trägt man in einem Koordinatensystem die Hilfskennwerte Ret_n* und WDD_n* gegen die Anzahl n der Probenlagen auf, (vgl. Fig. 9), so zeigt sich auch hier eine sehr gute Korrelation. Während die Funktion WDD_n* = f(n) die Form f(n) = hat, (siehe die gestrichelte Kurve im Diagramm der Fig. 9), entspricht Ret_n = f(n) offensichtlich einer Geraden (siehe die ausgezogene Kurve im Diagramm der Fig. 9).

Berechnet man daher aus den (erhaltenen) Werten von Ret_n* die Regressionsgerade der Form

Ret_n* = Ret · n + Ret_o,

wobei n die Anzahl der Probenlagen ist, so kann man dieser direkt Ret, den gesuchten spezifischen Feuchtedurchgangswiderstand als Steigung dieser Regressionsgeraden entnehmen. Ret kann natürlich auch der Fig. 9 als Steigung der entsprechenden Geraden einfach durch Ausmessen entnommen werden. Die Regressionsrechnung hat demgegenüber den Vorteil, daß man auch bei etwas streuenden Meßergebnissen von ΔG nach der Zeit und dementsprechend streuenden Werten von Ret_n* durch die statistische Auswertung zu genauen Werten von Ret kommt.

Je mehr Ret* einer Probe also bestimmt werden, desto geringer ist der statistische Fehler.

Als Qualitätsmaß dient der Korrelationskoeffizient, der sich bei präziser Messung mit R² = 1,0 ergibt.

Extrapoliert man die Regressionsgeraden jeweils auf die Probenlagenzahl n = 0, so ermittelt sich ein einheitlicher WDD*- bzw. Ret*-Wert, der, mit dem Begriff "Apparatekonstante" benannt, dem "Leerwert" entspricht, also dem Wert WDD_o* bzw. Ret_o* , der sich bei Messung ohne Probe, nur mit der Filtermembran, ergibt.

Damit ergibt sich ein weiteres Qualitätsmaß, dieses Mal speziell die Filtermembran betreffend, die im Laufe mehrerer Prüfdurchgänge u. U. ihre Porositätseigenschaften ändern kann (z. B. durch mechanischen Einfluß beim Neubeschicken mit Wasser bzw. Proben oder durch die Verstopfung von Poren mit Algen oder anderen Kleinpartikeln).

Weicht der extrapolierte Hilfskennwert von dem einmal zu Anfang gemessenen "Leerwert" signifikant ab, ist die Filtermembran gegen eine neue einzuwechseln. Mit dieser neuen Filtermembran ist ebenfalls zuerst ein "Leerwert" zu bestimmen, der dann in gleicher Weise wie vorab beschrieben kontrolliert wird.

Das erfindungsgemäße Meßverfahren kann somit durch die Messung mit mehreren Probenlagen weitgehend kontrolliert und verfeinert werden. In der Praxis genügt es jedoch, routinemäßig einen Leerwert der Meßdose zu bestimmen, d. h. eine Messung ohne Prüfling durchzuführen und dann jeweils nur eine Lage des Prüflings zu messen um zu ausreichend genauen Meßwerten zu kommen. Man zieht in diesem Fall den Leerwert Ret_o für n=0 zur Berechnung der Gleichung

Ret_n* = Ret · n + Ret_o

heran und kann dann wie üblich die Steigung und damit Ret entnehmen.

Alle wichtigen Größen können zur Beschleunigung der Auswertung durch ein Rechnerprogramm berechnet werden. Hierbei folgt die Berechnung der Regressionsgeraden und des Korrelationskoeffizient (Bestimmtheitskoeffizient) nach an sich bekannten Schema, das z. B. Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, 4. Aufl., Bd. 4, Seiten 581 und 583 entnommen werden kann.

Eine besonders vorteilhafte, erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Klimakammer mehrere Öffnungen zur Aufnahme von Meßdosen, das Lastaufnahmeelement einer Waage und eine Einrichtung aufweist, die es gestattet, jede der Öffnungen und das Lastaufnahmeelement der Waage in eine solche Position zueinander zu bringen, daß die in der betreffenden Öffnung sitzende Meßdose gewogen werden kann. Für die Praxis wird diese Vorrichtung dann besonders wertvoll, wenn sie nach Einsetzen der Meßdosen in die Klimakammer programmgesteuert betätigt wird.

Eine solche, besonders vorteilhafte Meßvorrichtung ist beispielsweise gemäß den in Fig. 6 und 7 gezeigten Vertikal- bzw. Horizontalschnitten aufgebaut. Sie besteht aus einer flachen, kastenförmigen Klimakammer (14) in deren Deckel ein runder Drehteller (16) drehbar aber dichtschließend integriert ist. Der Drehteller ist mechanisch mit einem Elektromotor (17) gekoppelt und kann durch ihn mit einer frei wählbaren Geschwindigkeit gedreht werden. Der Drehteller weist in kreisförmiger Anordnung 6 runde, nach oben konisch erweiterte und an der Unterseite mit einem Innenflansch versehene Öffnungen (18) auf, in die jeweils eine Meßdose mit einem Außenflansch so eingesetzt werden kann, daß ihre gesamte, mit dem Prüfling bespannte Fläche mit dem Innenraum der Kammer in Verbindung steht und ein dichter Abschluß der Drehtelleröffnung erfolgt. Die konischen Erweiterungen der Öffnungen des Drehtellers bewirken, daß eine zwecks Wägung aus der Öffnung um einige Millimeter herausgehobene Meßdose sich beim Absenken selbst wieder zentriert und die Öffnung gut abschließt.

Die Klimakammer (14) weist auf einer Seite ein Siebpaket (19) als Luftverteilungselement und einen Anschlußstutzen (20) zum Anschluß an die Zuführung getrockneter, genau temperierter Luft auf. An der anderen Seite ist die Kammer durch eine grobe Glasfritte (21) verschlossen. In den Raum, zwischen dem Luftverteilungselement (19) und dem Bereich des Drehtellers, ist in die Klimakammer ein Anemometer (22) eingebaut.

An der Unterseite der Kammer (14) ist senkrecht unter der Kreisbahn, auf der die Öffnungen des Drehtellers liegen, eine Waage (23) auf einer Hebebühne (24) angebracht und jeder Öffnung des Drehtellers ist ein Näherungsschalter zugeordnet, derart, daß die Drehbewegung des Drehtellers dann unterbrochen werden kann, wenn die entsprechende Öffnung mit der Meßdose direkt über der Waage steht. Zwischen den Wägungen dient die Drehung des Drehtellers gleichzeitig noch einem zweiten, sehr wesentlichen Zweck, nämlich der Kompensation - wenn auch geringer, so doch aber bei noch so genauer Arbeit mit Sicherheit vorhandener - Ungleichmäßigkeiten im Luftstromprofil des Kammermediums. Solche Ungleichmäßigkeiten entstehen schon allein durch die Interferenzen an der dem Lufteintrittsschacht am nächsten stehenden Probe. Durch die Kreisbewegung durchfahren alle Proben in gleicher Weise den (ungleichmäßigen) Luftstrom. Somit werden also für jede Probe exakt gleiche Verhältnisse hergestellt. Der Anschlußstutzen der Klimakammer, wird an das in Fig. 7 schematisch dargestellte Klimatisierungssystem (25) angeschlossen, welches aus Baugruppen (26), (27) und (28) zum Ansaugen von Frischluft, zum Trocknen und Temperieren (Heizen, Kühlen) der Luft, Meßinstrumenten (29), (30) und (31) zum Messen von Luftmenge, Luftfeuchte und Lufttemperatur, sowie ggfs. Rückkopplungswegen (32) auf denen eine automatische Steuerung von Luftmenge, -feuchtigkeit und -temperatur durch die Meßgrößen der Meßinstrumente erfolgen kann, besteht.

Zur Messung mit dieser automatischen Vorrichtung werden zunächst die mit Wasser gefüllten, mit der Membran verschlossenen Meßdosen ohne Prüfling in den Drehteller eingesetzt. Man regelt mittels des Anemometers die Zufuhr der getrockneten, genau temperierten Luft (zweites Medium) zur Kammer (14) auf 0,18 m³/h ein, entsprechend einer linearen Geschwindigkeit an der Fläche des Prüflings von 1 m/sec. Diese Luftzufuhr garantiert, daß die Oberfläche der Prüflinge ständig mit einem Überschuß des Kammermediums beaufschlagt wird und daher keine Erhöhung des Wasserdampfpartialdrucks an der kammerseitigen Oberfläche der Prüflinge erfolgt.

Dann wird das Meßprogramm gestartet. Jetzt werden durch eine Programmsteuerung die Meßdosen nacheinander über der Waage positioniert. Die Waage wird mit der Hebebühne soweit in die Höhe gefahren, bis sich die jeweilige Meßdose aus der Öffnung des Drehtellers gehoben hat und ihr Gewicht registriert ist. Nach Wägung aller Meßdosen wird der Drehteller für 30 Minuten in kontinuierliche Rotation versetzt und danach wird das Wägeprogramm wiederholt. Der Wägevorgang wird wiederholt, bis eine ausreichende zeitliche Linearität der Messung erreicht ist, wobei die Gewichtsabnahme für jede Meßdose registriert wird.

Anschließend werden die Prüflinge in einer, und in zwei und ggf. auch noch in drei und mehr Lagen in die Meßdosen eingelegt und das oben beschriebene Meßprogramm erneut gestartet. Man erhält hierbei die von den Wasserdampfdiffusionswerten der Prüflinge abhängigen zeitlichen Gewichtsabnahmen (ΔG) der Meßdosen. Aus diesen Werten von ΔG werden nach der in der Beschreibung angegebenen Formel Hilfskennwerte WDD* der Wasserdampfdiffusion und daraus die Hilfskennwerte Ret* und schließlich der Feuchtedurchgangswiderstand Ret errechnet.

Sollen in der beschriebenen Weise Prüflinge gemessen werden, die eine besonders rauhe Oberfläche z. B. hohen Bausch oder Flor und/oder größere Poren aufweisen, so wird vor dem Aufsetzen des Überwurfs auf das Meßgefäß der Prüfling noch mit einer zweiten Membran, zweckmäßigerweise aus dem gleichen Material wie die Erste abgedeckt, so daß die zum zweiten Medium gewandte Oberfläche des Prüflings gegen die Strömung des zweiten Mediums abgeschirmt ist. In diesem Fall ist die Nullmessung ebenfalls mit zwei Membranen durchzuführen.

Das Rechenprogramm wird zweckmäßigerweise so ausgelegt, daß aus der Regressionsgeraden jeweils die Ret_o-Werte und WDD_o- Werte ermittelt und mit den Ergebnissen der eingeschobenen Leermessungen verglichen werden. Bei Abweichungen, die einen vorgegebenen Grenzwert überschreiten, kann ein Hinweissignal zum Wechsel der Membran ausgelöst werden.

Das folgende Zahlenbeispiel veranschaulicht die Bestimmung und einen möglichen Weg zur Berechnung des spezifischen Feuchtedurchgangswiderstands Ret einer Probe von Polyestergewebe.

Um das Verfahren mit seinen umfassenden Kontrollmöglichkeiten zu zeigen, ist es mit bis zu fünf Probenlagen ausgeführt worden. Für die meisten Fälle der Praxis genügt die Leermessung und die Messung einer Probenlage. Rechnung und Auswertung gestalten sich dann völlig analog, nur die Qualitätskontrolle der Messung durch Berechnung des Bestimmtheitskoeffizienten r² und die Kontrollmöglichkeit für die Membranqualität entfällt.

Versuchsdaten und Versuchsdurchführung

Klima: Temperatur: 23°C
r.F. des Kammermediums: 25%
Luftgeschwindigkeit: 1 m/s
Partialdruckgefälle: 21,6 mbar

Von derselben Probe werden 5 Meßdosen mit n=1; n=2; n=3; n=4 und n=5 Probenlagen bestückt.

Die sechste Meßdose wird zur Ermittlung des "Leerwertes" unbestückt gelassen (n = 0). Die Diffusion erfolgt hier nur durch die Membran.

Nach der Vorlaufzeit (t = 30 min) beginnt die eigentliche Prüfung mit der Ermittlung der Hilfskennwerte WDD* (s. Gleichung 3). Dazu wird die Gewichtsabnahme der Meßdosen nach fünf periodischen Zeitabständen (Δt = 30 min) ermittelt.

Der Gewichtsverlust wird auf 1 m² Probenfläche und 1 h Diffusionszeit relativiert.

Mit Hilfe der WDD*-Werte, des Partialdruckgefälles (berechnet sich aus den klimatischen Konditionen) sowie der latenten Verdampfungswärme von Wasser berechnet man nach Gleichung 4 die Hilfskennwerte Ret*.

Die sechs Ret*-Werte trägt man gegen die Probenlagenzahl n auf und aus der Steigung der Regressionsgeraden (erste Ableitung der Geradenfunktion) wird der gesuchte spezifische Feuchtedurchgangswiderstand dieser Probe bestimmt.

Der Schnittpunkt der Regressionsgeraden mit der y-Achse (Ret* bei n = 0) ergibt den Leerwert.

Berechnung

Bestimmung der Gewichtsabnahme der Meßdosen durch Wägung

Berechnung der WDD*-Hilfskennwerte durch lineare Regression (ΔG/A über t) gemäß Fig. 8.

daraus folgt

Berechnung der Ret*-Hilfskennwerte aus

wobei

Φ (Wh/g) = Verdampfungswärme des Wassers (0,679)
Δp (mbar) = Partialdruckgefälle (21.06)

Daraus folgt

Berechnet man aus den Werten der vorstehenden Tabelle die Regressionsgerade Ret* = Ret·n + Ret_o und den Bestimmtheitskoeffizient r², so erhält man

Ret* = 9,717 · n + 31,99 und
r² = 0,9999

Hieraus ergibt sich der spezifische Feuchtedurchgangswiderstand zu

10³ · Ret = 9,717.

r² zeigt die hervorragende Zuverlässigkeit des Meßergebnisses an, und die gute Übereinstimmung der Konstante der Regressionsgeraden 31,99 mit dem gemessenen Leerwert Ret_o = 32,0 zeigt die einwandfreie Konstanz des Membranzustands während der Meßoperation.

Auch ohne den Einsatz statistischer Rechenmethoden für die Berechnung der Regressionsgerade läßt sich aus den Werten der obigen Tabelle für 10³·Ret* des spezifischen Feuchtedurchgangswiderstands berechnen wenn man jeweils Wertpaare in die Gleichung (5) einsetzt:

für 1 n 5 und aus Gleichung 5 ergibt sich für

Der spezifische Feuchtedurchgangswiderstand dieser Probe ergibt sich auch hierbei zu

Ret · 10³ = 9,7 mbar · m²/W

Wie oben bereits gesagt genügt es in der Praxis neben dem Leerwert (n = 0) nur einen einzigen Hilfskennwert Ret* (n = 1) oder zur Prüfung des Leerwertes zwei Hilfskennwerte (n = 1), n = 2) zu bestimmen. Die Steigung der diese beiden bzw. drei Punkte miteinander verbindenden Geraden beträgt in obigen Meßbeispiel ebenfalls Ret · 10³ = 9,7 mbar · m²/W.

Die Berechnung aller Werte kann durch eine dafür entwickelte Software mit demselben Rechner erfolgen der die apparative Prozeßsteuerung des Versuchsablaufes übernimmt.

Claims (11)

1. Vorrichtung zur Messung der Wasserdampfdiffusionseigenschaften von porösen Flächengebilden, mit mindestens einer Meßdose (1), die aus einem mit einer kapillaren Druckausgleichsöffnung (9) versehenen Wasservorratsbehälter (2), der eine Öffnung mit ebenem Rand (3) aufweist, einer wasserdampfdurchlässigen Membran (4), die auf dem ebenen Rand (3) aufliegend diese Öffnung verschließt, einem auf den ebenen Rand (3) passenden Dichtungs- und Abstandsring (5), und einem Überwurf (6), der auf dem ebenen Rand (3) des Wasserbehälters fixierbar ist, zur Befestigung der Membran (4), des Dichtungs- und Abstandsrings (5) und - im Anwendungsfall - des Prüflings (11), besteht, und einer Klimakammer (14) mit einer Standardatmosphäre, die mit mindestens einer verschließbaren Öffnung (13) zum Einsetzen und einer Halterung zur Aufnahme der mindestens einen Meßdose (1) versehen ist, wobei bei in der Klimakammer (14) eingesetzter Meßdose (1) zwischen den Wandungen der Klimakammer (14) und der Membran (4) der Meßdose (1) ausreichend Platz für den Prüfling (11) und für freie Luftzirkulation vorhanden ist, und wobei eine Waage (23) integriert ist, die die Wägung der in die Klimakammer (14) eingesetzten mindestens einen Meßdose (1) gestattet.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klimakammer (14) mindestens eine Öffnung (13) aufweist, die gleichzeitig als Halterung für die Meßdosen (1) dient und die es gestattet, die Öffnung der Meßdose (1) in die Klimakammer (14) so weit einzuführen, daß die Membranfläche der Meßdose (1) vollständig vom Medium in der Klimakammer (14) umgeben ist, und daß die Membran (4) nach ihrer Einführung die Öffnung (13) der Klimakammer (14) abschließt.

3. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klimakammer (14) mehrere Halterungen zur Aufnahme der Meßdosen (1), das Lastaufnahmeelement einer Waage (23) und eine Einrichtung aufweist, die es gestattet, jede der Halterungen und das Lastaufnahmeelement der Waage (23) in eine solche Position zueinander zu bringen, daß die in der betreffenden Halterung sitzende Meßdose (1) gewogen werden kann.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungen Öffnungen (13) der Klimakammer (14) sind, in die Meßdosen (1) eingesetzt werden können, wobei die Meßdosen (1) nach ihrem Einsetzen die Öffnungen (13) dicht verschließen.

5. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Klimakammer (14) kastenförmig ausgebildet ist und in ihrer Deckenfläche ein runder Drehteller (16) drehbar aber dichtschließend integriert ist, der mechanisch mit einem Elektromotor (17) gekoppelt ist und durch ihn mit einer frei wählbaren Geschwindigkeit gedreht werden kann, und der in kreisförmiger Anordnung 6 runde Öffnungen (18) aufweist, in die jeweils eine der Meßdosen (1) so eingesetzt ist, daß sie leicht aus ihrem Sitz gehoben werden kann, ihre gesamte, mit dem Prüfling (11) bespannte Fläche mit dem Innenraum der Kammer in Verbindung steht und ein dichter Abschluß der Drehtelleröffnungen erfolgt und daß an der Unterseite der Kammer senkrecht unter der Kreisbahn, auf der die Öffnungen (18) des Drehtellers (16) liegen, die Waage (23) auf einer Hebebühne (24) angebracht ist und jeder Öffnung (18) des Drehtellers (16) ein Näherungsschalter zugeordnet ist, derart, daß die Drehbewegung des Drehtellers (16) dann unterbrochen werden kann, wenn die entsprechende Öffnung (18) mit der Meßdose (1) direkt über der Waage (23) steht.

6. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung nach Einsetzen der Meßdosen (1) in die Klimakammer (14) automatisch arbeitet.

7. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur automatischen Auswertung automatisch erfaßter Meßwerte zu den letztlich gewünschten spezifischen Kenngrößen ausgebildet ist.

8. Verfahren zur Messung der Wasserdampfdiffusionseigenschaften von porösen Flächengebilden, bei welchem vor der mit einer wasserbedeckten PTFE-Membran (4) verschlossenen Öffnung mindestens einer Meßdose (1) jeweils ein Prüfling (11) fixiert wird, die mindestens eine Meßdose (1) mit dem Prüfling (11) in eine mit einer Standardatmosphäre gefüllten Klimakammer (14) eingebracht wird und in gewissen Zeitabständen die Gewichtsabnahme der Meßdose (1) bestimmt wird, wobei man in der Luft der Klimakammer (14) einen Wasserdampfpartialdruck aufrechterhält, der nur einen Bruchteil des Sättigungsdruckes bei der Meßtemperatur ausmacht, und die Messung je einmal ohne und mit einer, und ggf. zwei und noch mehr Lagen des Prüflings (11) ausführt, aus den nach den Prüfzeitintervallen Δt erhaltenen Werten der Gewichtabnahme ΔG der mindestens einen Meßdose (1) Hilfskennwerte Ret_n* nach der Gleichung und gewünschtenfalls Hilfskennwerte der Wasserdampfdurchlässigkeit WDD_n* nach der Gleichung berechnet,
wobei in den obigen Gleichungen die Symbole
A die effektive Fläche des Prüflings (11)
ΔG die Gewichtsabnahme der Prüfdose während des Prüfzeitintervalls,
Δt das Prüfzeitintervall,
P_s den Wasserdampfsättigungsdruck bei der Meßtemperatur,
P_d den Wasserdampfpartialdruck in der Klimakammer (14) Φ die Verdampfungswärme des Wassers (0,679 Whg^-1)
bedeuten,
aus den erhaltenen Werten für Ret_n* die RegressionsgeradeRet_n* = Ret · n + Ret_o,worin n die Anzahl der Probenlagen ist, berechnet und dieser den gesuchten spezifischen Feuchtedurchgangswiderstand Ret entnimmt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung mindestens mit n = 1, und n = 2 Lagen des Prüflings (11) ausgeführt wird und aus den erhaltenen Werten neben der Regressionsgeraden auch der Korrelationskoeffizient r² errechnet und damit die Zuverlässigkeit der Messung kontrolliert wird.

10. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß mit jeder der mindestens einen Meßdose (1) von Zeit zu Zeit eine Leermessung erfolgt und deren Ergebnis zur Kontrolle des Membranzustands mit dem sich aus der Regressionsgeradengleichen ergebenen Wert für Ret_o verglichen wird.

11. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 7 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei gleichzeitiger Messung mit mehr als einer Meßdose (1) eine intervallmäßige Drehung und Gewichtsbestimmung der Meßdosen und Rechen-, Auswertungs- und Kontrolloperationen programmgesteuert ausgeführt werden.