DE4435140C2 - Viskositätsmessung mittels einer mit Unterdruck beaufschlagten Kapillare - Google Patents
Viskositätsmessung mittels einer mit Unterdruck beaufschlagten KapillareInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Messung der relativen Viskosität einer zähflüssigen Substanz.
Aus Review of Scientific Instruments, Vol. 25, 1954, Nr. 10,
S. 1020-1022 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Messung der Viskosität von Blut bekannt, bei denen eine vor
gegebene Menge mittels eines vorgegebenen Unterdrucks gegen
über dem Umgebungsluftdruck durch eine Kapillare in ein Auf
fanggefäß befördert wird und der Vergleich der dafür benötig
ten Zeit mit der für Wasser als Referenzflüssigkeit benötig
ten Zeit als Maß für die relative Viskosität des Blutes er
mittelt wird.
Bei der Verarbeitung von zähflüssigen Substanzen hängt die
Qualität der erzielten Ergebnisse in hohem Maß von der Visko
sität der Substanz ab. Beispielsweise ist in der Dickschicht
schaltungstechnik zur Erzielung einer geringen Ausschußquote
bei der Fertigung von Durchkontaktierungen und Widerständen
eine gleichbleibende Viskosität der Pasten erforderlich.
Es ist bekannt, Messungen der Viskosität einer zähflüssigen
Substanz mittels Rotationsviskosimeter durchzuführen. Mit
dieser Art der Viskositätsmessung sind folgende Nachteile
verbunden: Die dafür benötigten Meßgeräte erfordern einen ho
hen finanziellen Aufwand. Die Durchführung der Messung selbst
erfordert ein erhebliches know how, so daß dafür ein entspre
chend qualifiziertes Personal erforderlich ist. Es wird eine
relativ große Prüfmenge der Substanz benötigt, was sich umso
mehr bemerkbar macht, wenn es sich bei der Substanz um sehr
teure Pasten für Dickschichtschaltungen handelt.
Oftmals ist auch gar nicht die Messung der absoluten Viskosi
tät einer Substanz erforderlich, vielmehr genügt eine Ermitt
lung der relativen Viskosität der zu prüfenden Substanz im
Vergleich zu der bekannten Viskosität einer Referenzsubstanz.
Bei einer beispielsweise festgestellten zu hohen Viskosität
der zu prüfenden Substanz kann in an sich bekannter Weise
durch Zufuhr von Wärme oder durch Zugabe eines Verdünnungs
mittels die Viskosität solange erniedrigt werden, bis die ge
wünschte Viskosität erreicht ist.
Die Erfindung löst das Problem, eine Vorrichtung und ein Ver
fahren zur Messung der relativen Viskosität einer zähflüssi
gen Substanz anzugeben, die gegenüber der Viskositätsmessung
mittels Rotationsviskosimeter eine erhebliche Verringerung
des Aufwandes mit sich bringt.
Das Problem wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.
Anspruch 5 gibt eine das Problem lösende Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 an.
Die Erfindung bringt neben einer einfachen Durchführbarkeit
und einer hohen Reproduzierbarkeit der Ergebnisse der Messun
gen die Vorteile eines geringen Aufwandes für die erforder
lichen Einrichtungen und eines sehr geringen Verbrauchs der
zu prüfenden Substanz mit sich, womit insgesamt eine hohe
Wirtschaftlichkeit gegeben ist. Zudem ist durch Verwendung
einer neuen Kapillare für jeden Meßvorgang und Aufbewahrung
einer Kapillare mit der aufgesaugten Prüfsubstanz eine Proto
kollierbarkeit gegeben.
Die Erfindung wird nun als Ausführungsbeispiel in einem zum
Verständnis erforderlichen Umfang anhand von Figuren näher
beschrieben.
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Anordnung
Fig. 2 nähere Einzelheiten der Kapillare aus Fig. 1.
Ein Behälter ist mit einer zähflüssigen Substanz 8, deren
Viskosität ermittelt werden soll, gefüllt. Die Substanz kann
beispielsweise durch eine Paste für die Herstellung von
Dickschichtschaltungen gegeben sein. Auf der Oberfläche der
Substanz lastet der Umgebungsluftdruck. Eine Kapillare 7 ist
mit ihrem einen Ende ca. 3 mm in die Substanz eingetaucht.
Die Kapillare ist mit einem durchsichtigen Material gebildet
und weist einen in Abhängigkeit von der Viskosität gewählten
Innendurchmesser auf. Für in der Dickschichtschaltungstechnik
verwendete Pasten weist der Innendurchmesser vorzugsweise 1
mm auf. Das andere Ende der Kapillare ist über eine Kapil
larenaufnahme 6 und eine Verbindungsleitung, die beispiels
weise durch einen flexiblen Schlauch gegeben sein kann, mit
einer Absperreinrichtung 9 verbunden. Je nach Zustand der
Absperreinrichtung ist die Kapillare mit dem Umgebungsluft
druck oder mit einem Unterdruckbehälter 4 verbunden. Der
Unterdruckbehälter weist ein großes Volumen gegenüber dem
Volumen des Verbindungsweges zwischen Kapillare und Unter
druckbehälter auf. Ein mit dem Unterdruckbehälter verbundenes
Manometer zeigt den in dem Unterdruckbehälter herrschenden
Unterdruck an. Der Unterdruckbehälter ist über ein Ventil 3
und eine Verbindungsleitung 2 mit einer Vakuumpumpe 1 verbun
den.
Der Meßvorgang läuft wie folgt ab. Zunächst ist die Absperr
einrichtung 9 in Richtung des Unterdruckbehälters geschlossen
und das Ventil 3 geöffnet. Über die Vakuumpumpe wird in dem
Unterdruckbehälter ein Unterdruck aufgebaut. Bei Erreichen
des gewünschten Unterdrucks von typischerweise 50.000 Pa,
wird das Ventil 3 geschlossen. Die Absperreinrichtung 9 gibt
in dem Zustand, in dem es in Richtung zum Unterdruckbehälter
geschlossen ist, einen Weg zwischen dem Umgebungsluftdruck
und dem anderen Ende der Kapillare frei. Die Absperreinrich
tung wird zu Beginn eines vorgegebenen Meßzeitraumes in einen
Zustand gebracht, bei dem zwischen dem Unterdruckbehälter und
dem anderen Ende der Kapillare ein Weg freigegeben ist. Nun
läßt der auf der Substanz lastende Umgebungsluftdruck die
Substanz in die Kapillare eindringen. Am Ende des Meß
zeitraumes von typischerweise 60 Sekunden, wird die Absperr
einrichtung in den Zustand gebracht, bei dem sie in Richtung
des Unterdruckbehälters gesperrt ist und bei dem ein Weg
zwischen dem anderen Ende der Kapillare und dem Umgebungs
luftdruck freigegeben ist. Anschließend wird, wie in Fig. 2
dargestellt, die Länge 1 der eingedrungenen Pastenmenge
ermittelt und als Maß für die Viskosität genommen.
Die Viskosität der zu prüfenden Substanz ist gleich groß, wie
die in einem vorangegangenen Meßvorgang ermittelte Viskosität
einer Referenzsubstanz, wenn die während des vorgegebenen
Meßzeitraumes eingedrungenen Mengen gleich lang sind. Die
Viskosität der zu prüfenden Substanz ist höher als die Vis
kosität einer Referenzsubstanz, wenn die während des festen
Meßzeitraumes eingedrungene Menge der Prüfsubstanz weniger
lang ist als die für die Referenzsubstanz ermittelte Länge.
Die Viskosität der zu prüfenden Substanz ist niedriger, als
die Viskosität der Referenzsubstanz, wenn die während des
Meßzeitraumes eingedrungene Menge länger ist, als die Länge
der Referenzsubstanz.
Unterschiedlichen Wertebereichen der mutmaßlichen Viskosität
der zu messenden Substanz können unterschiedliche Innendurch
messer der Kapillare zugeordnet sein, wobei für Substanzen
mit höherer Viskosität ein größerer Innendurchmesser und für
Substanzen mit niedrigerer Viskosität ein geringerer Innen
durchmesser zum Einsatz kommt.
Claims (10)
1. Verfahren zur Messung der relativen Viskosität einer zäh
flüssigen Prüfsubstanz,
dadurch gekennzeichnet, daß
- 1. - eine durchsichtige, an ihren beiden Enden jeweils eine Öff nung aufweisende Kapillare eines einzigen Innendurchmessers mit ihrem einen Ende in die mit Umgebungsluftdruck beauf schlagte Prüfsubstanz eingetaucht und an ihrem anderen Ende für einen festen Zeitraum mit einem gegenüber dem herr schenden Umgebungsluftdruck konstanten Unterdruck beauf schlagt wird,
- 2. - am Ende des festen Zeitraumes die Länge der aufgesaugten Prüfsubstanz als Maß für die Viskosität der Prüfsubstanz ermittelt wird und
- 3. - die Länge der aufgesaugten Prüfsubstanz mit der Länge, die für eine Referenzsubstanz mit gegebener Viskosität ermit telt wurde, verglichen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der feste Zeitraum annähernd 60 Sekunden beträgt.
3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Unterdruck im wesentlichen 50.000 Pa beträgt.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Prüfsubstanz durch eine Paste für Dickschichtschal
tungen gegeben ist.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der
vorstehenden Ansprüche 1 bis 4,
mit einer an ihren beiden Enden jeweils eine Öffnung aufwei
senden, durchsichtigen Kapillare (7) eines konstanten Innen
durchmessers, welche mit ihrem einen Ende in die Prüfsubstanz
einführbar ist und einer Kapillarenaufnahme (6), die über ei
ne Absperreinrichtung (5) mit einem Unterdruckvorratsbehälter
(4) verbunden ist, wobei die Absperreinrichtung so ausgestal
tet ist, daß sie in dem Zustand, in dem der Weg zwischen Un
terdruckvorratsbehälter (4) und Kapillare (7) abgesperrt ist,
einen Weg zwischen dem anderen Ende der Kapillare (7) und dem
Umgebungsluftdruck freigibt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Innendurchmesser der Kapillare nach Maßgabe der Viskosi
tät der Prüfsubstanz gegeben ist.
7. Vorrichtung, nach Anspruch 6
dadurch gekennzeichnet, daß
der Innendurchmesser der Kapillare annähernd 1 mm beträgt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Absperreinrichtung (9) mittels einer Stelleinrichtung für
den festen Zeitraum selbsttätig betätigbar ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Unterdruckvorratsbehälter (4) einen im wesentlichen kon
stanten Unterdruck aufweist, und das Volumen des Weges zwi
schen dem anderen Ende der Kapillare (7) und dem Unterdruck
vorratsbehälter (4) gegenüber dem Volumen des Unterdruckvor
ratsbehälters (4) klein ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 5 bis
8,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Kapillare im wesentlichen lotrecht ausgerichtet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944435140 DE4435140C2 (de) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Viskositätsmessung mittels einer mit Unterdruck beaufschlagten Kapillare |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944435140 DE4435140C2 (de) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Viskositätsmessung mittels einer mit Unterdruck beaufschlagten Kapillare |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4435140A1 DE4435140A1 (de) | 1996-04-04 |
DE4435140C2 true DE4435140C2 (de) | 1998-09-10 |
Family
ID=6529723
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19944435140 Expired - Fee Related DE4435140C2 (de) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Viskositätsmessung mittels einer mit Unterdruck beaufschlagten Kapillare |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4435140C2 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19934840C2 (de) * | 1999-07-24 | 2001-09-27 | Jochen K Lehmann | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der dynamischen oder der scheinbaren Viskosität einer Flüssigkeit |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1520370A (en) * | 1976-12-23 | 1978-08-09 | Philpot V B | Apparatus for blood viscosity determination |
-
1994
- 1994-09-30 DE DE19944435140 patent/DE4435140C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1520370A (en) * | 1976-12-23 | 1978-08-09 | Philpot V B | Apparatus for blood viscosity determination |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Rev. of Scientific Instruments, 1954, Vol. 25, Nr. 10, S. 1020-1022 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4435140A1 (de) | 1996-04-04 |
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