DE3303939A1

DE3303939A1 - Verfahren zur messung mechanischer eigenschaften einer fluessigkeit

Info

Publication number: DE3303939A1
Application number: DE19833303939
Authority: DE
Inventors: Josef L. Dr.rer.nat. 7900 Ulm Jostan; Anton 7900 Ulm-Wiblingen Knoll; Anita 7906 Blaustein-Dietingen Marten
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1983-02-05
Filing date: 1983-02-05
Publication date: 1984-08-09

Description

Beschreibung
Verfahren zur Messung mechnischer Eigenschaften einer Flüssigkeit Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung mechanischer Eigenschaften einer Flüssigkeit nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Mit mechanischen Eigenschaften einer Flüssigkeit werden deren Oberflächenspannung, Viskosität oder dergleichen bezeichnet. Die Erfindung betrifft insbesondere die Messung der Oberflächenspannung einer Flüssigkeit.
Bekannte statische Meßverfahren zur Bestimmung von Oberflächenspannungen beruhen entweder auf Druck- (z.B. Blasendruckmethode, Steighöhenmethode in Kapillaren? oder auf Kraftmessungen (z.B. Tensiometermethode, Tropfengewichtsmethode), während die dynamischen Verfahren auf Frequenzmessungen beruhen. Diese Meßmethoden arbeiten diskontinuierlich, sind im wesentlichen lediglich für (Präzisions-)Messungen im Laborbetrieb geeignet und bedürfen neben relativ empfindlichen Meßeinrichtungen meistens eines relativ hohen Zeit- und manuellen Aufwand, bis das Meßergebnis vorliegt.
Für einige Anwendungen, z.B. bei einer optmalen Dosierung eines Wasch- und/oder Spülmittels in einer Wasch- und/oder Spülmaschine, wird dagegen ein annähernd kontinuierlich durchführbares Meßverfahren benötigt. Dabei wird der wahre Wert der mechanischen Eigenschaft, z.B. der Oberflächenspannung, nicht unbedingt benötigt. Es genügt ein reproduzierbarer Meßwert, der in einem interessierenden Meßbereich z.B. eine prozentuale Ab- oder Zunahme einer Eigenschaft anzeigt. Dieser Meßwert sollte jedoch im wesentlichen der zu messenden Eigenschaft zuzuordnen sein.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein gattungsgemäßes Verfahren anzugeben, mit dem in kostengünstiger Weise eine nahezu fortlaufende Messung einer mechanischen Eigenschaft, insbesondere der Oberflächenspannung, einer Flüssigkeit möglich wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf eine schematische Zeichnung näher erläutert. Die Figur zeigt eine beispielhafte Anordnung zur nahezu fortlaufenden Bestimmung eines Meßwertes, der insbesondere die Oberflächenspannung einer wässerigen Lösung und/oder von Leitungswasser angibt.
Dazu wird die Flüssigkeit 2, z.B. Waschlauge, zunächst in ein Meßgefäß 1 gefüllt, z.B. durch eine Öffnung 3. Anschließend wird ein Teil der Flüssigkeit 2 aus dem Meßgefäß 1 abgesaugt durch ein Absaugrohr 4, z.B. einen Flüssigkeits-Saugheber, das eine Absaugöffnung 5 besitzt, die im wesentlichen unbeweglich gegenüber dem Meßgefäß 1 befestigt ist, die im wesentlichen parallel zur Flüssgkeitsoberfläche 6 ist und die eine Berührung des Meßgefäßbodens 7 vermeidet. Mit einem derartigen Absaugrohr 4. wird die Flüssigkeit 2 solange abgesaugt bis sich die Flüssigkeitsoberfläche 6 unterhalb der Absaugöffnung 5 befindet. Dann tritt Luft in die Absaugöffnung und der Absaugvorgang der Flüssigkeit wird dadurch beendet. Aus der im Meßgefäß 1 verbleibenden Flüssigkeitsrestmenge und/oder aus der abgesaugten Flüssigkeitsmenge wird die gesuchte mechanische Eigenschaft bestimmt. Dabei werden die Flüssigkeitsmengen z.B. durch Wägung und/oder durch Messung des Flüssigkeitsfüllstandes des Meßgefäßes bestimmt. Bei einer beispielhaft gewählten Verdünnungsreihe einer Tensidlösung in Leitungswasser ergibt sich folgender Zusammenhang zwischen der wahren Oberflächenspannung und der Änderung der Flüssigkeitsrestmenge im Meßgefäß:

Oberflächenspannung/(mN/m) 34,3 34,4 50,2 71,5

relative Flüssigkeitrestmenge 1,19 1,18 1,06 1,00

Wird nun eine Flüssigkeit, z.B. Waschlauge mit unbekannter Oberflächenspannung verwendet, so ist aus der gemessenen Flüssigkeitsrestmenge eine Bestimmung der wahren Oberflächenspannung und/oder des zuzugebenden Wasch- und/oder Spülmittels möglich.
Eine derartige Messung ist von der gewählten Anordnung abhängig, z.B. Innendurchmesser der Absaugöffnung, Volumen der Flüssigkeitsrestmenge sowie der Absauggeschwindigkeit.
Diese Parameter können als Eichfaktor der Anordnung betrachtet werden. Sofern ein genauer Wert des Eichfaktors benötigt wird, ist es möglich, diesen mit Hilfe einer entsprechend gewählten Verdünnungsreihe zu bestimmen.
Die Erfindung ist insbesondere geeignet, um bei Haushaltsgeräten, z.B. Wasch- und/oder Spülmaschinen, eine genaue Zugabe des benötigten Wasch- und/oder Spülmittels zu ermöglichen und/oder die erforderliche Anzahl der Spülgänge zu bestimmen.

Claims

Patentansprüche Verfahren zur Messung mechanischer Eigenschaften einer Flüssigkeit, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) ein Meßgefäß (1) wird mit der Flüssigkeit (2) gefüllt b) in das Meßgefäß (1) führt mindestens ein Absaugrohr (4), das mindestens eine Absaugöffnung (5) besitzt, die im wesentlichen unbeweglich gegenüber dem Meßgefäß (1) befestigt wird, die im wesentlichen parallel zur Flüssigkeitsoberfläche (6) ausgerichtet wird, die eine Berührung des Meßgefäßbodens (7) vermeidet und die von der Flüssigkeit (2) umgeben wird c) durch die Absaugöffnung (5) wird die Flüssigkeit (2) soweit als möglich abgesaugt d) die zu bestimmende Eigenschaft wird als Funktion der im Meßgefäß (i) verbleibenden Flüssigkeitsrestmenge und/oder der abgesaugten Flüssigkeitsmenge ausgewertet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als mechanische Eigenschaft die Oberflächenspannung bestimmt wird und daß als Flüssigkeit (2) eine wässerige Lösung oder Leitungswasser verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgefäß (1) zunächst mit einer Flüssigkeitsmenge gefüllt wird, die größer ist als die Flüssigkeitsrestmenge, und daß die abgesaugte Flüssigkeitsmenge in ein Gefäß gefüllt wird, dessen Füllstand ausgewertet wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Wasch- und/oder Spülmaschine nahezu fortlaufend die Oberflächenspannung einer Wasch- und/oder Spülflüssigkeit gemessen wird und daß eine Wasch- und/oder Spülmittelzugabe erfolgt in Abhängigkeit von der Oberflächenspannung und/oder dem Wasch- und/oder Spülprogramm.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit (2) durch einen Saugheber abgesaugt wird.