JPH0843290A - 表面張力測定装置 - Google Patents
表面張力測定装置Info
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- JPH0843290A JPH0843290A JP7194009A JP19400995A JPH0843290A JP H0843290 A JPH0843290 A JP H0843290A JP 7194009 A JP7194009 A JP 7194009A JP 19400995 A JP19400995 A JP 19400995A JP H0843290 A JPH0843290 A JP H0843290A
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- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/04—Crucibles
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N13/00—Investigating surface or boundary effects, e.g. wetting power; Investigating diffusion effects; Analysing materials by determining surface, boundary, or diffusion effects
- G01N13/02—Investigating surface tension of liquids
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- G—PHYSICS
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- G01N2013/0241—Investigating surface tension of liquids bubble, pendant drop, sessile drop methods
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 コネクタおよびノズルを有するガス供給用毛
細管により液体の表面張力を測定するための装置、およ
びそれを使用した測定機構を提供する。 【構成】 製造および取扱が容易で、かつ種々の液体に
おいて信頼性をもって使用できる装置を作製するため、
毛細管は、少なくとも一部が液体を受容するためのるつ
ぼ内に配置され、コネクタがるつぼの外側に配置される
ようにるつぼの壁部上に装着される。コネクタは、測定
機構のガス管と、圧力センサおよび／または流量計に接
続される。
細管により液体の表面張力を測定するための装置、およ
びそれを使用した測定機構を提供する。 【構成】 製造および取扱が容易で、かつ種々の液体に
おいて信頼性をもって使用できる装置を作製するため、
毛細管は、少なくとも一部が液体を受容するためのるつ
ぼ内に配置され、コネクタがるつぼの外側に配置される
ようにるつぼの壁部上に装着される。コネクタは、測定
機構のガス管と、圧力センサおよび／または流量計に接
続される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、コネクタおよびノズル
を備えるガス供給用毛細管により液体の表面張力を測定
するための装置であって、毛細管が、少なくとも一部液
体を受容するためのるつぼ内に配置され、コネクタがる
つぼの外側に配置された表面張力測定装置に関する。本
発明はまた、この形式の装置を有する測定器に関する。
を備えるガス供給用毛細管により液体の表面張力を測定
するための装置であって、毛細管が、少なくとも一部液
体を受容するためのるつぼ内に配置され、コネクタがる
つぼの外側に配置された表面張力測定装置に関する。本
発明はまた、この形式の装置を有する測定器に関する。
【０００２】
【従来技術】この形式の装置はDE 22 31 598/A1 から周
知であるが、この特許においては、液体とガス管の界面
にて表面張力を測定するための装置および方法が開示さ
れている。装置は、コネクタとノズルを有するガス供給
用毛細管を使用する。毛細管は上方から液体を受容する
容器中に延びる。溶融金属内における測定の場合、毛細
管は、測定されるべき液体から生ずる熱に曝される。毛
細管はるつぼの外側に取り付けられる。このような配置
はかなり高価である。
知であるが、この特許においては、液体とガス管の界面
にて表面張力を測定するための装置および方法が開示さ
れている。装置は、コネクタとノズルを有するガス供給
用毛細管を使用する。毛細管は上方から液体を受容する
容器中に延びる。溶融金属内における測定の場合、毛細
管は、測定されるべき液体から生ずる熱に曝される。毛
細管はるつぼの外側に取り付けられる。このような配置
はかなり高価である。
【０００３】この形式の他の装置は、DE 29 15 956/A1
から周知であるが、この特許においては、導電性液体の
表面張力を測定するための装置が記述されている。この
装置は、接続スリーブとノズルを具備する毛細管を有す
る。ノズルを担持する毛細管の端部はＵ字状である。毛
細管は、ノズルが上向き方向を指すように上方から浸漬
される。装置の動作中、気泡がノズルを出て、測定管の
内側を垂直に上昇する。測定管上には、電圧を印加され
かつ計時装置に接続された二つの電極が配置されてい
る。気泡が電極間を通過するとき、電極間を流れる電流
に中断が生ずる。気泡が電気回路に生ずる中断の周波数
（ないし頻度）が測定される。毛細管には、一定圧にて
ガス流が供給されるから、気泡の周波数を利用すること
により液体の表面張力を決定できる。
から周知であるが、この特許においては、導電性液体の
表面張力を測定するための装置が記述されている。この
装置は、接続スリーブとノズルを具備する毛細管を有す
る。ノズルを担持する毛細管の端部はＵ字状である。毛
細管は、ノズルが上向き方向を指すように上方から浸漬
される。装置の動作中、気泡がノズルを出て、測定管の
内側を垂直に上昇する。測定管上には、電圧を印加され
かつ計時装置に接続された二つの電極が配置されてい
る。気泡が電極間を通過するとき、電極間を流れる電流
に中断が生ずる。気泡が電気回路に生ずる中断の周波数
（ないし頻度）が測定される。毛細管には、一定圧にて
ガス流が供給されるから、気泡の周波数を利用すること
により液体の表面張力を決定できる。
【０００４】この形式の装置は比較的複雑である。何故
ならば、液体に上方から浸漬される毛細管は、電極を有
する測定管と同様に、付加的に取り付けられねばならな
いからである。それとともに、これらの部材は、同時
に、例えば溶融金属からの上昇する熱から保護されねば
ならない。液体内に電流を発生させる必要性でさえ、動
作および安全性のために比較的高い出費を要する。気泡
が電極を互いに完全に絶縁しない場合、漏洩電流が起こ
り得る可能性も、問題視されねばならない。何故なら
ば、測定結果がこのような漏洩電流の結果として破壊さ
れることがあるからである。
ならば、液体に上方から浸漬される毛細管は、電極を有
する測定管と同様に、付加的に取り付けられねばならな
いからである。それとともに、これらの部材は、同時
に、例えば溶融金属からの上昇する熱から保護されねば
ならない。液体内に電流を発生させる必要性でさえ、動
作および安全性のために比較的高い出費を要する。気泡
が電極を互いに完全に絶縁しない場合、漏洩電流が起こ
り得る可能性も、問題視されねばならない。何故なら
ば、測定結果がこのような漏洩電流の結果として破壊さ
れることがあるからである。
【０００５】液体内の表面張力を測定するための装置
が、DE 42 28 942/C1 から周知であるが、この特許にお
いては、毛細管が部分的に液体を受容するためのるつぼ
内に配置されており、そしてこの毛細管はるつぼの壁部
を貫通している。液体中に導かれるガスは、ガス分配ユ
ニットを経て毛細管から流出する。ガスは、多かれ少な
かれ不規則的に、ガス分配ユニットの全表面を越えて流
出し、一定に変化する条件下で液体の表面に達し、ここ
で、サンプリング装置が気泡の一部を（原則として最大
のもの）捕捉し、それを測定インパルスとして分析機構
に導く。出口開口の相違、液体中における気泡の経路の
相違、分配ユニットにより放射される気泡のサイズの相
違、ならびに液体上に配置されるサンプリング装置の受
入れの不正確さに起因して、上述の装置による表面張力
の正確な測定は不可能である。何故ならば、この種の装
置は、一般的に、異なる場所にてかつ異なるサイズで液
体から逃避する気泡を完全かつ正しく捕捉できないから
である。
が、DE 42 28 942/C1 から周知であるが、この特許にお
いては、毛細管が部分的に液体を受容するためのるつぼ
内に配置されており、そしてこの毛細管はるつぼの壁部
を貫通している。液体中に導かれるガスは、ガス分配ユ
ニットを経て毛細管から流出する。ガスは、多かれ少な
かれ不規則的に、ガス分配ユニットの全表面を越えて流
出し、一定に変化する条件下で液体の表面に達し、ここ
で、サンプリング装置が気泡の一部を（原則として最大
のもの）捕捉し、それを測定インパルスとして分析機構
に導く。出口開口の相違、液体中における気泡の経路の
相違、分配ユニットにより放射される気泡のサイズの相
違、ならびに液体上に配置されるサンプリング装置の受
入れの不正確さに起因して、上述の装置による表面張力
の正確な測定は不可能である。何故ならば、この種の装
置は、一般的に、異なる場所にてかつ異なるサイズで液
体から逃避する気泡を完全かつ正しく捕捉できないから
である。
【０００６】表面張力測定のための他の装置が、EP 0 1
49 500に記述されている。また、液体銑鉄内における気
泡の周波数の測定技術が、Metallurgical Transaction
B, Volume 9B, pages 101 〜110, 1978 年３月, のG.A.
IronsおよびR.I.C. Guthrie等の「Bubble Formation at
Nozzles in Pig Iron」 なる論文に記述されている。こ
の文献には、気泡をマイクロフォンで検出する装置が示
されている。
49 500に記述されている。また、液体銑鉄内における気
泡の周波数の測定技術が、Metallurgical Transaction
B, Volume 9B, pages 101 〜110, 1978 年３月, のG.A.
IronsおよびR.I.C. Guthrie等の「Bubble Formation at
Nozzles in Pig Iron」 なる論文に記述されている。こ
の文献には、気泡をマイクロフォンで検出する装置が示
されている。
【０００７】この形式の装置は、表面張力を利用するこ
とにより、例えば、溶融金属の特性を決定するのに利用
される。溶融鋳鉄の表面張力の知識は、他にもあるが、
鋳鉄に含まれる炭素のグラファイトモルフォロジーに関
する結論を引き出すことを可能にする。何故ならば、種
々の相間における表面張力および界面エネルギは、合金
のミクロ構造に影響するからである。この趣旨は、Jour
nal of the Iron andSteel Institute, page 134〜14
0, 1973 年２月, のE. SelecukおよびD.H. Kirkwood の
「Surface Energies of Liquid Cast Irons Contaning M
agnesium and Cerium」なる論文に記述されている。セリ
ウムおよびマグネシウムの鋳鉄添加は、回転楕円面グラ
ファイトのの形成を促進する。すなわち、セリウムまた
はマグネシウム含分の増加で、グラファイト結晶の形式
は、開始時におけるラメラ層型から鋳造の実施において
探究される回転楕円形状形式（回転楕円形状グラファイ
ト）に変わる。この形式のグラファイトモルフォロジー
は、鋳鉄に最適強度特性をもたらすからである。
とにより、例えば、溶融金属の特性を決定するのに利用
される。溶融鋳鉄の表面張力の知識は、他にもあるが、
鋳鉄に含まれる炭素のグラファイトモルフォロジーに関
する結論を引き出すことを可能にする。何故ならば、種
々の相間における表面張力および界面エネルギは、合金
のミクロ構造に影響するからである。この趣旨は、Jour
nal of the Iron andSteel Institute, page 134〜14
0, 1973 年２月, のE. SelecukおよびD.H. Kirkwood の
「Surface Energies of Liquid Cast Irons Contaning M
agnesium and Cerium」なる論文に記述されている。セリ
ウムおよびマグネシウムの鋳鉄添加は、回転楕円面グラ
ファイトのの形成を促進する。すなわち、セリウムまた
はマグネシウム含分の増加で、グラファイト結晶の形式
は、開始時におけるラメラ層型から鋳造の実施において
探究される回転楕円形状形式（回転楕円形状グラファイ
ト）に変わる。この形式のグラファイトモルフォロジー
は、鋳鉄に最適強度特性をもたらすからである。
【０００８】
【発明の課題】上述の技術の現状にかんがみて、本発明
の目的は、製造および取扱い容易であり、種々の液体内
において信頼性をもって使用できる装置を提供すること
にある。
の目的は、製造および取扱い容易であり、種々の液体内
において信頼性をもって使用できる装置を提供すること
にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上述の形式の装置の場
合、上述の目的は、毛細管を少なくとも一部液体を受容
し、保持するるつぼ内に配置し、るつぼの壁部に取り付
け、コネクタがるつぼの内部の外側に配置されるように
することによって達成される。この形式の装置は、製造
が比較的簡単であり、るつぼを充たす液体内における毛
細管の堅固にして安心な取付けを保証し、しかも溶融金
属のような非常に熱いことがある液体から生ずる熱が取
付け台や測定デバイスを破壊する危険を伴わない。何故
ならば、液体の上方に繊細な部品をおく必要がないから
である。この形式の装置は、種々の液体の表面張力の測
定、さらには、他にもあるが、グラファイトモルフォロ
ジーを決定するための液体鋳鉄における測定、銑鉄のイ
オウ含有量の決定、あるいはアルミニウム−珪素合金の
改質処理の評価にさえ適当である。
合、上述の目的は、毛細管を少なくとも一部液体を受容
し、保持するるつぼ内に配置し、るつぼの壁部に取り付
け、コネクタがるつぼの内部の外側に配置されるように
することによって達成される。この形式の装置は、製造
が比較的簡単であり、るつぼを充たす液体内における毛
細管の堅固にして安心な取付けを保証し、しかも溶融金
属のような非常に熱いことがある液体から生ずる熱が取
付け台や測定デバイスを破壊する危険を伴わない。何故
ならば、液体の上方に繊細な部品をおく必要がないから
である。この形式の装置は、種々の液体の表面張力の測
定、さらには、他にもあるが、グラファイトモルフォロ
ジーを決定するための液体鋳鉄における測定、銑鉄のイ
オウ含有量の決定、あるいはアルミニウム−珪素合金の
改質処理の評価にさえ適当である。
【００１０】毛細管は、堅固にして安全な取付を保証す
るため、るつぼの壁部、特にるつぼの底壁中を貫通させ
るのが有利である。毛細管が底壁に配置されると、毛細
管は、気泡が制限されずにかつその浮力に従って毛細管
を出ることができるように垂直に整列できる。さらに、
コネクタがるつぼの底部上または底部内に取り付けら
れ、るつぼ取付け台として構成されると有利である。何
故ならば、そのときるつぼは、コネクタとともにガス供
給管のバス接続スリーブ上に直接配置でき、追加の手段
により固定される必要がないからである。
るため、るつぼの壁部、特にるつぼの底壁中を貫通させ
るのが有利である。毛細管が底壁に配置されると、毛細
管は、気泡が制限されずにかつその浮力に従って毛細管
を出ることができるように垂直に整列できる。さらに、
コネクタがるつぼの底部上または底部内に取り付けら
れ、るつぼ取付け台として構成されると有利である。何
故ならば、そのときるつぼは、コネクタとともにガス供
給管のバス接続スリーブ上に直接配置でき、追加の手段
により固定される必要がないからである。
【００１１】気泡の一様な形成のためには、毛細管の内
径がノズルにて、特に円形態様で増加すること、あるい
はノズルがスリット形状で拡張されるのが有利である。
これと関連して、ノズルの外端における毛細管の内径と
外径の差は、１mmより大きくなく、特に0.5mm 大きくな
いのが有利であり、また熱伝導率(W/K・m) とノズルの外
端における毛細管の壁厚の積が1400°Ｃにて5.5 ×10-3
W/K(Watt/Kelvin)より小さいのが有利である。この形式
の配置は、つねに実質的に一様な直径を示すバブルの規
則的形成を保証する。また。ノズルは、例えば毛細管に
（のこ引きまたはフライス盤加工により）作られた側方
くり孔またはスリットにより、毛細管の側面上に配する
こともできる。
径がノズルにて、特に円形態様で増加すること、あるい
はノズルがスリット形状で拡張されるのが有利である。
これと関連して、ノズルの外端における毛細管の内径と
外径の差は、１mmより大きくなく、特に0.5mm 大きくな
いのが有利であり、また熱伝導率(W/K・m) とノズルの外
端における毛細管の壁厚の積が1400°Ｃにて5.5 ×10-3
W/K(Watt/Kelvin)より小さいのが有利である。この形式
の配置は、つねに実質的に一様な直径を示すバブルの規
則的形成を保証する。また。ノズルは、例えば毛細管に
（のこ引きまたはフライス盤加工により）作られた側方
くり孔またはスリットにより、毛細管の側面上に配する
こともできる。
【００１２】特に侵食性または非常に熱い媒体における
測定に対しては、毛細管はアルミニウム酸化物、石英ま
たはジルコニヤのような気密性物質より成るのが有利で
ある。何故ならば、これらの物質は、高温度安定性を示
し、鋳鉄溶融物のような多くの媒体に対して耐化学性で
あるからである。測定の精度および再現性のためには、
コネクタはガス密態様でるつぼに結合されているのが有
利である。
測定に対しては、毛細管はアルミニウム酸化物、石英ま
たはジルコニヤのような気密性物質より成るのが有利で
ある。何故ならば、これらの物質は、高温度安定性を示
し、鋳鉄溶融物のような多くの媒体に対して耐化学性で
あるからである。測定の精度および再現性のためには、
コネクタはガス密態様でるつぼに結合されているのが有
利である。
【００１３】測定機構の場合、上述の目的は、コネクタ
を、ガス管のガス接続スリーブおよび圧力センサおよび
／または流量計に機密態様で接続することにより達成さ
れる。現れる気泡の周波数をこれらのデバイスを使用し
て測定できる。
を、ガス管のガス接続スリーブおよび圧力センサおよび
／または流量計に機密態様で接続することにより達成さ
れる。現れる気泡の周波数をこれらのデバイスを使用し
て測定できる。
【００１４】
【実施例の説明】上述の概要および本発明の好ましい実
施例についての以下の記述は、本発明の特徴および利点
を示す図面を参照して読むとき一層よく理解されよう。
図面には、例示の目的で好ましい実施例が示してある。
しかしながら、本発明は、図示の配置および手段そのも
のに限定されるものでないことを理解されたい。
施例についての以下の記述は、本発明の特徴および利点
を示す図面を参照して読むとき一層よく理解されよう。
図面には、例示の目的で好ましい実施例が示してある。
しかしながら、本発明は、図示の配置および手段そのも
のに限定されるものでないことを理解されたい。
【００１５】図１に示されるるつぼは、鋳鉄溶融物の表
面張力の測定に使用される。しかしながら、例えばこの
るつぼは、例えばアルミニウム−珪素合金または銑鉄の
測定にも適当である。るつぼは、耐熱性物質、この例の
場合樹脂結合砂またはセラミックファイバより成る。る
つぼ１の底部は、るつぼの必要な安定性を保証するた
め、側壁より強く（厚く）作られている。毛細管２は、
るつぼの底部の厚みを完全に貫通し、溶融物がるつぼの
底部中を通って流出するのを防ぐように耐火性セメント
３により底部に固定されている。
面張力の測定に使用される。しかしながら、例えばこの
るつぼは、例えばアルミニウム−珪素合金または銑鉄の
測定にも適当である。るつぼは、耐熱性物質、この例の
場合樹脂結合砂またはセラミックファイバより成る。る
つぼ１の底部は、るつぼの必要な安定性を保証するた
め、側壁より強く（厚く）作られている。毛細管２は、
るつぼの底部の厚みを完全に貫通し、溶融物がるつぼの
底部中を通って流出するのを防ぐように耐火性セメント
３により底部に固定されている。
【００１６】毛細管２はコネクタ（接続部材）４に接合
され、そして該コネクタ上にガス接続スリーブ５が配置
されている。コネクタ４とガス接続スリーブ５は、ガス
を毛細管２に供給するのに使用される。測定の再現性に
必要な気密性は、コネクタ４とガス接続スリーブ５間に
配置された二つのＯ輪により保証されている。るつぼ１
は、ガス接続スリーブによりガス供給管および測定装置
に接続されている。コネクタ４およびガス接続スリーブ
５は、金属より作られ、毛細管２は、例えばアルミニウ
ム酸化物、ジルコニアまたは石英のような耐火性物質よ
り作られる。毛細管は、約0.7 〜1.5mm の内径を有し、
溶融物を収容するるつぼ１の内部中空領域に約５〜25mm
の高さまで突出している。
され、そして該コネクタ上にガス接続スリーブ５が配置
されている。コネクタ４とガス接続スリーブ５は、ガス
を毛細管２に供給するのに使用される。測定の再現性に
必要な気密性は、コネクタ４とガス接続スリーブ５間に
配置された二つのＯ輪により保証されている。るつぼ１
は、ガス接続スリーブによりガス供給管および測定装置
に接続されている。コネクタ４およびガス接続スリーブ
５は、金属より作られ、毛細管２は、例えばアルミニウ
ム酸化物、ジルコニアまたは石英のような耐火性物質よ
り作られる。毛細管は、約0.7 〜1.5mm の内径を有し、
溶融物を収容するるつぼ１の内部中空領域に約５〜25mm
の高さまで突出している。
【００１７】るつぼ１の中空領域は、約100 mlの容積の
溶融物を保持するが、これよりも小さい容積は、溶融物
がるつぼ１に注入された後、るつぼの壁部で始まる溶融
物の冷却が迅速に進行し過ぎて、溶融物の表面張力の正
確な測定を許容しないことが起こり得る。何故ならば、
小さ過ぎる容積のものは、相応に低い熱容量を有し、そ
れゆえに相応に迅速に冷却し切ってしまうからである。
この冷却作用の測定への影響を最小にするために、毛細
管２を、ほぼ回転的に対称のるつぼ１の軸線上に配置
し、ノズル７を、るつぼ１の中空領域のほぼ中央に配置
する。
溶融物を保持するが、これよりも小さい容積は、溶融物
がるつぼ１に注入された後、るつぼの壁部で始まる溶融
物の冷却が迅速に進行し過ぎて、溶融物の表面張力の正
確な測定を許容しないことが起こり得る。何故ならば、
小さ過ぎる容積のものは、相応に低い熱容量を有し、そ
れゆえに相応に迅速に冷却し切ってしまうからである。
この冷却作用の測定への影響を最小にするために、毛細
管２を、ほぼ回転的に対称のるつぼ１の軸線上に配置
し、ノズル７を、るつぼ１の中空領域のほぼ中央に配置
する。
【００１８】図２に示されるるつぼ１は同様に設計され
ている。上述の配置との必須の差は、毛細管２がるつぼ
１の側壁に配置されることである。
ている。上述の配置との必須の差は、毛細管２がるつぼ
１の側壁に配置されることである。
【００１９】図３は、冒頭に記述される装置に使用でき
るような毛細管２に対する種々のノズル形状を示してい
る。これらのノズル形状が共通に有するものは、ノズル
の外端における毛細管の外径および内径管の差が、多く
とも0.5mm になるように、ノズルが装置内において寸法
設定されていることであり、それにより、一様寸法の気
泡の形成が保証される。この点に関して、毛細管の全長
にわたり毛細管の内径を一定に維持し、ノズルの外端に
おける外径を図３ａ、図３ｇおよび図３ｈに示されるよ
うな適当な態様に寸法設定することが考えられる。しか
しながら、ノズルにおける毛細管の内径を適当な態様で
拡張することも考えられる。この点に関連し、図３ｂお
よび図３ｄに示されるように、拡張は直径の円筒状の拡
大の形式で、あるいは図３ｃおよび図３ｆに示されるよ
うに、ノズルの外端の方向における円錐形状の拡大とし
て実行できる。後者の二つの形状の組合せは、図３ｅに
示されている。この実施例にあっては、毛細管の内径
は、円筒状態様で拡張され、そしてノズルの外端におい
てのみ円錐状での拡張が結合される。
るような毛細管２に対する種々のノズル形状を示してい
る。これらのノズル形状が共通に有するものは、ノズル
の外端における毛細管の外径および内径管の差が、多く
とも0.5mm になるように、ノズルが装置内において寸法
設定されていることであり、それにより、一様寸法の気
泡の形成が保証される。この点に関して、毛細管の全長
にわたり毛細管の内径を一定に維持し、ノズルの外端に
おける外径を図３ａ、図３ｇおよび図３ｈに示されるよ
うな適当な態様に寸法設定することが考えられる。しか
しながら、ノズルにおける毛細管の内径を適当な態様で
拡張することも考えられる。この点に関連し、図３ｂお
よび図３ｄに示されるように、拡張は直径の円筒状の拡
大の形式で、あるいは図３ｃおよび図３ｆに示されるよ
うに、ノズルの外端の方向における円錐形状の拡大とし
て実行できる。後者の二つの形状の組合せは、図３ｅに
示されている。この実施例にあっては、毛細管の内径
は、円筒状態様で拡張され、そしてノズルの外端におい
てのみ円錐状での拡張が結合される。
【００２０】表面張力の決定のための測定機構は、図４
に略示されている。鋳鉄溶融物８を収容するるつぼ１は
ガス管９に接続されており、測定ガスは、このガス管９
を介して鋳鉄溶融物８に供給される。必要なガス流は、
ガス管９内のガス流量調節デバイス１０により制御され
る。アルゴンまたは窒素のような溶融物に関して不活性
なガスが、測定ガスとして使用されるが、この測定ガス
は、約２〜15ml/ 分の流量で鋳鉄溶融物８に吹き込まれ
る。気泡１１は、ノズル７にて鋳鉄溶融物に形成され
る。これと関連して、ノズル７からの気泡１１の解放に
続きガス管９内の圧力が急激に減じ、そして新しい気泡
１１の形成中、この気泡が解放されまで増加する。
に略示されている。鋳鉄溶融物８を収容するるつぼ１は
ガス管９に接続されており、測定ガスは、このガス管９
を介して鋳鉄溶融物８に供給される。必要なガス流は、
ガス管９内のガス流量調節デバイス１０により制御され
る。アルゴンまたは窒素のような溶融物に関して不活性
なガスが、測定ガスとして使用されるが、この測定ガス
は、約２〜15ml/ 分の流量で鋳鉄溶融物８に吹き込まれ
る。気泡１１は、ノズル７にて鋳鉄溶融物に形成され
る。これと関連して、ノズル７からの気泡１１の解放に
続きガス管９内の圧力が急激に減じ、そして新しい気泡
１１の形成中、この気泡が解放されまで増加する。
【００２１】図５に時間の関数として示されるこの圧力
変化は、圧力センサ１２により検出され、記録される。
気泡１１の形成によりもたらされるこれらの圧力変動の
周波数は、鋳鉄溶融物８の表面張力の計算に、あるい
は、表面張力と直接的関係にある物理量の計算に使用さ
れ、それにより冒頭に記述したように、鋳鉄溶融物の８
のグラファイトモルフォロジーを決定できる。この点に
関連して、圧力−時間関数を記録するために利用可能な
測定時間は、るつぼ１における鋳鉄の凝固の結果として
制限される。利用可能な測定時間は、他にもあるが、鋳
鉄溶融物８のるつぼ１への注入温度と鋳鉄の液体温度と
の差により決定される。温度を監視するために、例えば
サーモカップルのような温度センサをるつぼ１の中空領
域に配置してよい。
変化は、圧力センサ１２により検出され、記録される。
気泡１１の形成によりもたらされるこれらの圧力変動の
周波数は、鋳鉄溶融物８の表面張力の計算に、あるい
は、表面張力と直接的関係にある物理量の計算に使用さ
れ、それにより冒頭に記述したように、鋳鉄溶融物の８
のグラファイトモルフォロジーを決定できる。この点に
関連して、圧力−時間関数を記録するために利用可能な
測定時間は、るつぼ１における鋳鉄の凝固の結果として
制限される。利用可能な測定時間は、他にもあるが、鋳
鉄溶融物８のるつぼ１への注入温度と鋳鉄の液体温度と
の差により決定される。温度を監視するために、例えば
サーモカップルのような温度センサをるつぼ１の中空領
域に配置してよい。
【００２２】図６および図７は、図１および２に類似の
他の好ましい実施例を示しているが、この実施例にあっ
ては、毛細管２は、るつぼの底壁および側壁をそれぞれ
貫通している。しかしながら、図１および図２において
は、毛細管開口またはノズルが管の端部に形成されるが
（例えば、図３の形式の一つ）、それと異なり、図６お
よび図７のノズルは、好ましくはるつぼの内側でかつる
つぼ底壁または側壁から遠隔の端部近傍に、毛細管の側
壁内の周囲スリットないしスリット状開口の形式で設け
られる。このスリットは、好ましくは、管の長手方向軸
線に関して垂直に、放射方向または近放射方向に管をの
こ引きまたはフライス盤加工することによって適当に形
成してよい。側壁取付けの場合、スリットは、好ましく
は、自由な解放および均一な気泡形成を保証するように
好ましくは上方に面するのがよい。
他の好ましい実施例を示しているが、この実施例にあっ
ては、毛細管２は、るつぼの底壁および側壁をそれぞれ
貫通している。しかしながら、図１および図２において
は、毛細管開口またはノズルが管の端部に形成されるが
（例えば、図３の形式の一つ）、それと異なり、図６お
よび図７のノズルは、好ましくはるつぼの内側でかつる
つぼ底壁または側壁から遠隔の端部近傍に、毛細管の側
壁内の周囲スリットないしスリット状開口の形式で設け
られる。このスリットは、好ましくは、管の長手方向軸
線に関して垂直に、放射方向または近放射方向に管をの
こ引きまたはフライス盤加工することによって適当に形
成してよい。側壁取付けの場合、スリットは、好ましく
は、自由な解放および均一な気泡形成を保証するように
好ましくは上方に面するのがよい。
【００２３】当技術に精通したものであれば、本発明の
技術思想から逸脱することなく種々の変更をなし得るこ
とが理解されよう。それゆえ、本発明は、ここに開示さ
れる特定の実施例に限定されるものだけでなく、特許請
求の範囲に記載されるように、本発明の技術思想内にあ
る変更を保護することが意図されるものである。
技術思想から逸脱することなく種々の変更をなし得るこ
とが理解されよう。それゆえ、本発明は、ここに開示さ
れる特定の実施例に限定されるものだけでなく、特許請
求の範囲に記載されるように、本発明の技術思想内にあ
る変更を保護することが意図されるものである。
【図１】毛細管をるつぼの底部に配置した、本発明に従
う装置の長手方向概略断面図である。
う装置の長手方向概略断面図である。
【図２】毛細管をるつぼの側壁に配置した本発明の装置
の長手方向概略断面図である。
の長手方向概略断面図である。
【図３】図３は毛細管に対する数形式のノズルの長手方
向断面図で、図３ａ〜ｈはそれぞれその一例を示す。
向断面図で、図３ａ〜ｈはそれぞれその一例を示す。
【図４】本発明の装置を合体した測定装置の一部断面の
概略図である。
概略図である。
【図５】気泡周波数の決定のための圧力測定曲線であ
る。
る。
【図６】図１の装置に類似の装置の長手方向概略断面図
で、ノズルが毛細管の側面上にスリット状開口として形
成されたものである。
で、ノズルが毛細管の側面上にスリット状開口として形
成されたものである。
【図７】図２の装置に類似の装置の長手方向概略断面図
で、ノズルが毛細管の側面上に開口するスリット状開口
として形成されたものである。
で、ノズルが毛細管の側面上に開口するスリット状開口
として形成されたものである。
１ るつぼ ２ 毛細管 ３ 耐火性セメント ４ コネクタ（接続部材） ５ ガス接続スリーブ ６ Ｏ輪 ７ ノズル ８ 鋳鉄溶融物 ９ ガス管 １０ 流量調節装置 １１ 気泡
Claims (11)
- 【請求項１】 コネクタおよびノズルを有し、少なくと
も一部が液体を受容するためのるつぼ（１）内に配置さ
れたガス供給用の毛細管（２）を備え、該毛細管が、る
つぼの壁部上に取りつけられて、その壁部中を貫通して
おり、前記コネクタ（４）が、るつぼ（１）の外側に配
置され、るつぼの底部上ないし底部内に取りつけられ、
るつぼ取付け台として構成されることを特徴とする液体
の表面張力測定装置。 - 【請求項２】 毛細管が（２）がるつぼ（１）の底部中
を貫通している請求項１記載の液体表面張力測定装置。 - 【請求項３】 毛細管（２）がノズル（７）で増加する
内径を有する請求項１記載の液体表面張力測定装置。 - 【請求項４】 ノズル（７）がスリット形状で構成され
る請求項１記載の液体表面張力測定装置。 - 【請求項５】 ノズル（７）の外端における毛細管
（２）の内径と外径の差が１mmより大きくない請求項１
記載の液体表面張力測定装置。 - 【請求項６】 前記差が0.5mm より大きくない請求項５
記載の表面張力測定装置。 - 【請求項７】 ノズルの外端における毛細管の熱伝導率
および壁厚の積が1400°C にて5.5 ×10-3W/K より小さ
い請求項１記載の液体表面張力測定装置。 - 【請求項８】 ノズル（７）が毛細管（２）の側面に配
置されている請求項３記載の液体表面張力測定装置。 - 【請求項９】 毛細管（２）が気密物質より成る請求項
１〜８のいずれかに記載の液体表面張力測定装置。 - 【請求項１０】 気密物質が、アルミニウム酸化物、石
英およびジルコニアより成る群から選択される請求項９
記載の液体表面張力測定装置。 - 【請求項１１】 コネクタ（４）が、ガス管（９）のガ
ス接続スリーブ（９）と、圧力センサ（１２）および流
量計の少なくとも一つに気密態様で接続される請求項１
記載の液体表面張力測定装置とガス管とを備える測定機
構。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4423720A DE4423720C1 (de) | 1994-07-08 | 1994-07-08 | Vorrichtung zur Messung der Oberflächenspannung |
| DE4423720.0 | 1994-07-08 | ||
| EP95106682A EP0694779B1 (de) | 1994-07-08 | 1995-05-04 | Vorrichtung zur Messung der Oberflächenspannung |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0843290A true JPH0843290A (ja) | 1996-02-16 |
| JP3599432B2 JP3599432B2 (ja) | 2004-12-08 |
Family
ID=25938062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19400995A Expired - Fee Related JP3599432B2 (ja) | 1994-07-08 | 1995-07-07 | 表面張力測定装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0694779B1 (ja) |
| JP (1) | JP3599432B2 (ja) |
| CA (1) | CA2153286C (ja) |
| DE (1) | DE4423720C1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009133857A (ja) * | 2007-11-24 | 2009-06-18 | Kruess Gmbh Wissenschaftliche Laborgeraete | 高速な流体界面形成の方法及び装置、並びに、液−液及び気−液界面の性質判定への同装置の使用 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE29609646U1 (de) * | 1996-05-31 | 1996-08-14 | Technische Universität Dresden, 01069 Dresden | Vorrichtung zur dynamischen Messung der Oberflächenspannung einer Flüssigkeit |
| DE10110213B4 (de) * | 2001-03-04 | 2006-12-21 | Sita Messtechnik Gmbh | Kapillare und Messvorrichtung zum Bestimmen der Oberflächen- bzw. Grenzflächenspannung einer Flüssigkeit |
| DE10304603B4 (de) * | 2002-02-13 | 2011-01-13 | Sita Messtechnik Gmbh | Messkapillare |
| DE10346780A1 (de) * | 2003-10-08 | 2005-05-25 | Daimlerchrysler Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Qualitätsbestimmung einer Schmelze |
| DE10346781A1 (de) * | 2003-10-08 | 2005-05-25 | Daimlerchrysler Ag | Verfahren zur Qualitätsbestimmung einer Schmelze |
| CN101082558B (zh) * | 2007-07-16 | 2010-05-26 | 哈尔滨理工大学 | 波动熔体表面张力快速检测用抗扰动装置 |
| RU2691764C1 (ru) * | 2018-05-07 | 2019-06-18 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Марийский государственный университет" | Устройство формирования сферической поверхности жидкости для определения коэффициента поверхностного натяжения |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1341670A (fr) * | 1962-09-20 | 1963-11-02 | Thomson Houston Comp Francaise | Perfectionnements aux dispositifs de fusion |
| US3780568A (en) * | 1971-07-27 | 1973-12-25 | Ibm | Quantitative test method for measuring solder-flux surface tension interaction |
| DE2635373C2 (de) * | 1975-08-08 | 1982-04-15 | PCUK-Produits Chimiques Ugine Kuhlmann, 92400 Courbevoie, Hauts-de-Seine | Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Züchtung von Einkristallen bestimmter Form |
| FR2393610A1 (fr) * | 1977-06-09 | 1979-01-05 | Automatis Regul Appar Mes Et | Creuset d'experimentation reutilisable |
| DE2915956A1 (de) * | 1979-04-20 | 1980-11-06 | Licentia Gmbh | Verfahren und vorrichtung zum messen der oberflaechenspannung elektrisch leitender fluessigkeiten |
| US4527421A (en) * | 1984-01-13 | 1985-07-09 | The Dow Chemical Company | Dynamic surface tensiometry and method |
| DE4228942C1 (de) * | 1992-08-31 | 1994-01-20 | Martin Reck | Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Oberflächenspannung von Flüssigkeiten |
-
1994
- 1994-07-08 DE DE4423720A patent/DE4423720C1/de not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-05-04 EP EP95106682A patent/EP0694779B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-07-05 CA CA002153286A patent/CA2153286C/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-07-07 JP JP19400995A patent/JP3599432B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009133857A (ja) * | 2007-11-24 | 2009-06-18 | Kruess Gmbh Wissenschaftliche Laborgeraete | 高速な流体界面形成の方法及び装置、並びに、液−液及び気−液界面の性質判定への同装置の使用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0694779A1 (de) | 1996-01-31 |
| JP3599432B2 (ja) | 2004-12-08 |
| DE4423720C1 (de) | 1996-02-01 |
| CA2153286A1 (en) | 1996-01-09 |
| CA2153286C (en) | 2005-11-22 |
| EP0694779B1 (de) | 1997-07-30 |
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