• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:

    公开号:WO1986000707A1
    申请号:PCT/T1985/000018
    申请日:1985-07-08
    公开日:1986-01-30
    发明作者:Hans Jörg JACOBASCH；R. Hanke；H. Körber；Josef Schurz；Volker Ribitsch；Christian Jorde
    申请人:Forschungsanwendungsgesellschaft M.B.H.；
    IPC主号:G01N27-00
    专利说明:
    Verfahren zur Bestimmung des Zeta-Potentials von Peststoffen Anwendungsgebiet der Erfindung Die erfindung betrifft ein Verfahren zur bestimmung des eta Potentials von Feststoffen,die sich im Kontakt mit i;lüssigkeitenbefinden, über Strömungspotential/Strömungsstrom-Messungen. Das Zeta-Potential ist eine messgrösse, die Aussagen über den Aufbau der elektrochemischen Doppelschicht an der EhasengrenzeFestkörper/Flüssigkeit vermitteltDie Struktur der el.ektroche-mischen Doppelschicht und damit auch das Vorzeichen und die höhedes Zeta-Potentials beeinflussen in starken Masse zahlreiche Vorgänge in Natur und Technik sowie das Verarbeitungs- und Gebrauchs- verhalten von Werkstoffen. beispiele sind - die Filtration von Feststoffen in der chemischenVerfahrenstechnik, - der Flotationsprozess, - FlieEvorgängein erdölführenden Upeichergesteinen,- die Textilveredelung, - die herstellung und Verarbeitung von Synthesefaserstoffen und anderen Polymeren, - Alembrantransportprozessein lebenaen Organismen, - die Papierherstellung. Die messung des Zeta-Potentials vermittelt also wichtige Informationen zu technologisch wichtigen Materialeigenschaften und ermöglicht somit die Kontrolle, Steuerung und Optimierung technologischer Prozesse.Charakterisierung der bekannten technischen Lösungen Das Zeta-Potential an der Phasengrenze fest/flüssig ist im Prinzip unter Verwendung der elektrokinetischen Effekte Strömungspotential/Strömungsstrom, Eletroosmose, Elektrophorese, Sedimentationspotential messbar. Die Anwendung der beiden letztgenannten Messprinzipien ist auf feinverteilte Festkörper mit Teilchengrössen < 5 m beschränkt. Nach dem Strömungspotential/Strömungsstrom- sowie dem Elektro osmose Prinzipsind dagegen Messungenan beliebig- geformten Festkörpern, d. h. an feinen-und grobenPulvern, Fasern, Folien, Platten und Stäben möglich, wobei j Jedoch vorwiegend Strömungs- potential-Messungen angewendet werden. Dabei wird allgemein wie folgt vorgegangen: Durch Kapillaren bzw. Kaillarsysteme,die von den zu untersuchenaen Festkörpern gebildet werden, wird durch ein kompri- miertes Gas die zur Messung verwendete Flüssigkeit gedrucktund die Potentialdifferenz, die infolge der Flüssigkeitsströmung entsteht, wird durch Elektroden, die sich zu beiden eitendes Kapillarsystems befinden, gemessen. Das Zeta-Potential @ergibt siornach der beziehungEMI2.1 wobeiE = Strömungspotential n =dynamische Viskosität der Plüssigkeit 1 = Kapillarlänge E = relative Dielektrizitätskonstante der Flüssigkeit = = elektrische Feldkonstante R =elektrischer Widerstand zwischen den elektroden ap = Druckdifferenz q = Kapillarquerschnitt bedeuten. Da normalerweise auch im drucklosen Zustand zwischen den Elektro- den vor und nach dem Kapillarsystem eine Potentialdifferenz exisEp tiert (Asymmetriepotential), ist es erforderlich, für mehre #p re Druckwerte zu bestimmen. Dies erfolgt entweder aadruch, dassdurch das Öffnen und Schliessen des Ventils eines üruckbehältersfür ein komprimiertes Gas verschiedene Druckdifferenzen zwischen der tinström- und der Ausströmseite der Messzelle erzeugt und Lund ap mittels eines Millivoltmeters bzw. eines Manometers getrennt gemessen werden und aus der Mittelung von mindestens zwei Messwerten der quotient Ep/#perrechnet wira; oder das bei zeitlich konstanter Druckänderungdie Funktion n= f(p) von einem x-y-Schreiber geschrieben und aus dem Anstieg der erhaltenen Geraden der quotient Ep/#permittelt wird. Voraussetzung für das letztgenannte Verfahren ist die Umwandlung der Druckdifferenz apin ein analoges elektrisches Signal. Die lineare Druckänderung mit der Zeit wird dadurch erhalten, dass das Ventil eines Stickstoff- oder Druckluftbehälters über einen Schrittmotor definiert geöffnet oder geschlossen wird. seide Mess- prinzipien erfordern die Verwendung eines Stickstoff- oder Druckluftbehälters, für die entsprechende Sicherheitsvorkehrungen zur Anwendung kommen müssen. Auch wird wegen der Grösse und tasseder Druckbehälter der Transport von Zeta-Potential-Messgeräten zu ihrem Einsatzort bei der Prozesskontrolle erschwert. Der Platzbedarf ist erheblich. Das erstgenannte Messprinzip erfordert einen erheblichen zeitlichen Aufwand. Für die Anwendung des zweiten Messprinzips ist die aufwendige Regelung eines Schrittmotors, sowie die Berechnung des Quotienten Ep/#paus dem Anstieg einer Geraden erforderlich. Ziel der Erfindung Ziel der Erfindung ist es, den apparativen Aufwand zur Bestim- mungdes Z-eta-Potentialszu verringern und den neitaufwandfür den Messvorgang bedeutend zu senken. Darlegung des Wesensder erfindung Technische Aufgabe Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flüssigkeitsströmung entsprechend einer wählbaren Funktion tp= f(t) ohne benutzung eines Druckbehälters zu erzeugen. Merkmale der Erfindung Erfindungsgemässwird die Aufgabe dadurch gelöst,dass eine Druck- differenz über eine Messstrecke mit ;ilfeeier drehzahlgesteuer- ten Pumpe erzeugt, die Druckdifferenz und das Strömungspotential oder der Strömungsstromsynchron gemessen, der QuotientEp o. Ip#p #pgebildet und das Zeta-Potential in bekannter Weise berechnet wird. Vorteilhaft ist es, die Druckdifferenz mit einem piezoresistivenDifferenzdruckaufnehmer zu messen und in ein der Druckdifferenz proportionales Spannungssignal umzuformen.Weiterhin sieht die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vor, bei der zwischen einem Messflüssigkeits-Vor- ratsbehälter und einer Messzelle eine Kreiselpumpe und ein 4-Wege Hahn angeordnet sind, wobei sich zwischen dem Aus- und Eintritt der Messzelle ein Differenzdruckaufnehmer befindet. Ausführungsbeispiel Nachstehend soll die Erfindung an einem Ausfahrungsbeispielnäher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigt Fig. 1 den schematischen Aufbau der Messvorrichtung. Über einer Messstrecke,in der sich das Messgut befindet und die von einer Flüssigkeit aurchströmtwird, wird eine zeitlich ver änderliche- Druckdifferenz mit- Hilfe einer drehzahlsteuerbaren Kreiselpumpe erzeugt, synchron mit der Druckdifferenz das Strömungspotential, z.B. als Spannung bzw. als Strom zwischen den Elektroden gemessen, und beide Messwerte gleichzeitig einem Mikro- prozessor zur Verarbeitung zugeführt. Die Druckdifferenz wird mit einem Differenzdruckaufnehmer gemessen, dessen Ausgangssignaleine der Druckdifferenz proportionale spannung ist, die vom itlikro-prozessor direkt verarbeitet werden kann. Weiterhin ist es zweckmässig, die Zeitfunktion sie= f(t)über die Drehzahlansteuerung der Kreiselpumpe vari-abelzu gestalten, um für verschiedenes Nessgutdie jeweils günstigstezeitliche Druckdifferenzänderungwählen zu können.bie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist folgendermassen aufgebaut: In einem Grundgerät ist ein aruckloser Vorratsbehälter 1 untergebracht, aus dem eine drehzahlsteuerbareKreiselpumpe 2 die Messflüssigkeit 3 ansaugt und über eine fest eingebaute Leitfänig- keitsmesszelle 4 durch eine auswechselbare Messzelle5 pumpt und die Messflüssigkeit 3von der messzelle 5 in den Vorratsbehälter 1 zurückfliesst, wobei zwischen Lin-und Austritt aus der messzelle5 ein Differenzdruckaufnehmer 6 angeordnet ist und zwischen der Leifähigkeitsmesszelle 4 und der auswechselbaren Messzelle 5 ein 4-Wege-Hahn 7 angeordnet ist, durch den die Durchströmrichtung durch die auswechselbare Messzelle 5 geändert werden kann..
    权利要求:
    Claims
    Patentansprüche
    1. Verfahren zur Bestimmung des Zeta-Potentials von Feststoffen über Strömungspotential/Strömungsstrom-Messungen, dadurch ge kennzeichnet, dass eine Druckdifferenz über einer Messstrecke mit Hilfe einer drehzahlsteuerbaren Pumpe erzeugt, die Druck differenz und das Strömungspotential oder der Strömungsstrom synchron gemessen, der QuotientEp o. Ip p p gebildet und das Zeta-Potential in bekannter Weise berechnet wird.
    2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druck differenz mit einem piezoresistivenDifferenzdruckaufnehmer gemessen und in ein der Druckdifferenz proportionales Span nungssignal umgeformt wird.
    3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1 und2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem ltessflüssigkeits-vorratsbehälter und einer Messzelle eine Kreiselpumpe und ein4-Wege-Hahnangeordnet sind, wobei sichzwischen dem Aus- undEintritt der Messzelleein Differenzdruckaufnehmer befindet.
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    Paul et al.1970|Pressure‐induced diffusion of organic liquids through highly swollen polymer membranes
    Pitois et al.2000|Liquid bridge between two moving spheres: an experimental study of viscosity effects
    Shaw et al.1977|Turbulent mass transfer rates to a wall for large Schmidt numbers
    Siebold et al.1997|Capillary rise for thermodynamic characterization of solid particle surface
    Ottewill et al.1967|Studies on the preparation and characterisation of monodisperse polystyrene latices
    Sze et al.2003|Zeta-potential measurement using the Smoluchowski equation and the slope of the current–time relationship in electroosmotic flow
    Salopek et al.1992|Measurement and application of zeta-potential
    DE4242591C2|1997-02-13|Gerät und Verfahren zum Messen von Viskositäten von Flüssigkeiten
    Lead et al.1997|Characterizing colloidal material in natural waters
    Soffer et al.1972|The electrical double layer of high surface porous carbon electrode
    US4147621A|1979-04-03|Method and apparatus for flow field-flow fractionation
    JP2987483B2|1999-12-06|化学センサーを用いたガス媒体の測定方法並びに装置
    FI94646B|1995-06-30|Mikro-organismien ja muiden hiukkasten dielektroforeettinen määritys
    US3838774A|1974-10-01|Apparatus for monitoring water purification system
    KR100423750B1|2004-03-22|중공사 멤브레인 여과에서 막오염의 진행을 모니터링하기 위한 국부적인 흐름전위 측정장치 및 방법
    CN102282460B|2013-12-11|流动通道装置、复电容率测量设备和介电细胞计数系统
    Topp et al.1967|Comparison of water content‐pressure head data obtained by equilibrium, steady‐state, and unsteady‐state methods
    Birdi et al.1993|Wettability and the evaporation rates of fluids from solid surfaces
    Lu et al.1989|Selective particle deposition in crossflow filtration
    US5441613A|1995-08-15|Methods and apparatus for real-time monitoring, measurement and control of electroosmotic flow
    JP3113282B2|2000-11-27|アスペクト比測定装置
    US5059909A|1991-10-22|Determination of particle size and electrical charge
    US4506542A|1985-03-26|Apparatus and procedure for relative permeability measurements
    US4754640A|1988-07-05|Apparatus and method for determining the viscoelasticity of liquids
    US6122956A|2000-09-26|Method and apparatus for monitoring concentration of a slurry flowing in a pipeline
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    AU4602785A|1986-02-10|
    EP0225322A1|1987-06-16|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1986-01-30| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT AU BG BR DK FI HU JP KP KR RO SU US |
    1986-01-30| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LU NL SE |
    1987-02-24| ENP| Entry into the national phase in:|Ref country code: AT Ref document number: 1985 9072 Date of ref document: 19860130 Kind code of ref document: A Format of ref document f/p: F Ref country code: AT Ref document number: 1985 9073 Date of ref document: 19860130 Kind code of ref document: A Format of ref document f/p: F |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    [返回顶部]