DE2357130A1 - Verfahren und vorrichtung zur messung der viskositaet - Google Patents

Description

PATENT*. NWÄLTE DIPL.-INE. R. SPLANEMANN dipl-chsem. d«. B. RElTZNER - dipl.-inq. J. RICHTER

MÜNCHEN HAMBURG

Eugene D₀ Pinki© ^8MO^^{CHENa 15}' ^N°^V' ¹⁹⁷³

1100 Laurel Street Telefon (0811)226207/226209

Sail CariOE,, Calif (To St el«») Telegramme: Invenfius München

I - 8469

I i 1 ε

Verfahren und ToOTiehtmng siar

Si© BrfinduQg betrifft ©in f@fffate@a imd ©la© zur Gewinnung γ©& Mei^©rt©ß_s öle cte ?isfe®sität eines fluiden Mediums relativ mm &m% esi'dese? flwider M®di©n mit bekannter ¥isk©sltSt pfföfostieEal SiM₀ üätes? ^Rf luiäem Medium" solle« kies? üow@M ©asse als such !•Itissigkgitea verstaiaäesi w©M@^» line g©aaue Bestimmung der Viskoeltät d©s fluid@n MeSiisma ist h®sonders vorteilhaft füf die Beetisimimg d®@ Jfolelml&rgewiolits von Poly elektrolyt ©si _c für Si© Hks©logie des Blutes und für viele andere verw&Mte Gebiete₀ Eine besondere Anwendungeweise der Erfindung fceaieht sich, auf die Überwachung der Viskosität von menschlichem Blut, um nachteilige Wirkungen von Arzneimitteln zur Geburtenregelung festzustellen.

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Die Quellung geeigneter Teilchen aus beispielsweise vernetzten Copolymeriaaten» s.B. aus Polystyrol und Divinylbenzol, ist aus der Literatur bekannt. Weiterhin ist in der USA-Patentschrift 3 4-79 864 ein Verfahren zur zerstörungsfreien Messung der induzierten feststoff belastung (induced solid stress) auf ein gepacktes Bett aus diesen geeigneten» gegenüber fluider. Medien empfindlichen Substanzen duroh Solvatisierung und Quellung oder Kontraktion im Verhältnis zur Aktivität des fluiden Mediums angegeben. In dieser Patentschrift ist angegeben, daß die Dimensionsänderung bzw» die Neigung zur Dimensionsänderung bei bestimmten Teilchen unter Solvatisierungsbedingungen ein quantitativer Ausdruck der freien Energie dee Lösungsmittels im System des Lösungsmittels oder des fluiden Mediums ist„ Durch Messung der Dimensionsänderungen, beispielsweise nach den dort beschriebenen mechanischen Methoden, können rferte erhalten werden, die proportional der Änderung der freien Energie im System sind. Wenn man entsprechende Werte für ein Standard-Lösungsmittel oder -Fluidsystem in der gleichen Umgebung gewinnt, so kann man die Absolutwerte filr die freie Energie leicht berechnen. Die genannte Patentschrift ist auf die Bestimmung des osmotisohen Druckes bzw. der osmotisohen Molarität eines fluiden Mediums und des MoIekulargewiohts des im fluiden Medium gelösten Stoffes gerichtet.

Die Viskosität eines fluiden Mediums ist definiert als das Verhältnis zwisohen 8chubspannung (shearing stress) und Gesohwindigkeitsgradient (rate of strain). Zur Messung dieser Größe wird eine Vielzahl bekannter Viskosiaetersysteme angewendet. Darunter fallen Kapill&rviskosimeter, Rotationsviskosimeter (Scheibe oder Zylinder) und Kugelfall-(oder Steigblasen-)-Viskosimeter.

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Jedes dieser Systeme ζ,ητ Messung der Viskosität fa&t <ä©m UaohteiX dasⁿ©lait®nsⁱ⁸ (slippage) an der 3ren&> fläobe zwischen Flüssigkeit und festem Körper, 3)1.98 "baru&t darauf s- da® auf die Flüssigkeit eine Kraft aasgeübt werden mußο Diese Kraft verändert die Hydratisierung der Molekül© in äer Lösung und damit aueh die zu bestimmst® Viskosität vm einen unbestimmten Wert ο

Di© Erfindung beruht auf einer Modifizierung des Verfahrens und der Vorrichtung nach der vorstehend genannten USA-Patentschrift 3 470 864. Insbesondere wird zunächst die osmotisch© Molarität eines fluiden Mediums nach dem dort beschriebenen Verfahren und nach dieser Vorrichtung bestimmt _s worauf den SeHohen, das fluids Medium mit einem konstanten Volumen zugeführt wird ρ wodurch das Teilshenbett weiter quillt- (oder kontrahiert}« so daS sich @ine zweite Volumenablesung oder» wenn die Tendenz zur Veränderung gemessen wird, eine zweite Druckablesung ergibt» Es wurde gefunden, daß die Differenz zwischen der zweiten Ablesung und der ursprünglichen Ablesung direkt proportional der Viskosität des zu untersuchenden fluiden Mediums ist» Vergleicht man diese Druck- oder Volumendifferena mit dem entsprechenden Druck«- oder Volumendifferential für eine bekannte Lösung, so kann die tatsächliche Viskosität des zu untersuchenden fluiden Mediums be» stimmt werden. Mit Hilfe des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird das "Gleiten" an der Grenzfläche zwischen Flüssigkeit und festem Körper nach dem Stand der Technik ausgeschaltet«, Die praktischen Vorteile der Vorrichtung gemäß der Erfindung sind unter

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anderem die Einfachheit, Zuverlässigkeit, Kompaktheit, Schnelldigkeit, leichte Reinigung, Wirtschaftlichkeit, Automatisierung, Tragbarkeit usw.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigenj

Figo 1 ein Fließschema, wonach die Erfindung

zur Bestimmung der Viskosität einer Testlösung angewendet wirdι

Fig. 2 einen schematischen seitlichen Schnitt

einer Ausfiihrungsform einer erfindungsgemäöen Vorrichtung zur Messung der Viskosität;

Figo 3 einen seitlichen Schnitt (mit weggebrochenen Teilen) einer anderen Ausführungsform zur Messung der Viskosität}

Fig. 4 einen seitlichen Schnitt durch einen Teil einer anderen Ausftihrungsform zur erfindungsgemäSen Messung der Viskosität„

Die Bestimmung der Viskosität beruht auf dem PoiseütLle· sehen Gesetz, weiches besagt, daß bei der stetigen laminaren Strömung eines Newton*sehen strömenden Mediums durch ein zylindrisches Rohr, d.h» eines fluiden Mediums, bei dem das Verhältnis zwischen Schubspannung und Gesohwindigkeitsgradient linear ist, die Strömung Q der Druckdifferenz und der vierten Potens dee Radius (r) des

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Rohre» direkt proportional sa&sl ier IM@g® (X) d@e Rohres und des Viskosität (si) dee fluiden Mediums utgelcefirt proportional lets, wie @® «LureM die Gleichung 'auagedrüelit lets

Aus äe^ ©!©iohuag er

Bei eines¹ koastaats». zwieohea
Standard und
folgende

worin H_r die relative Yißkosität, H die Viskosität des unbekannten fluiden Biediua», BT die Yiskoeität einer Standardlöeung» F den (Jeeaatdruok de» unbekannten

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fluiden Medium* bei einer konstantes! ggMi digkeitt ir den eeaamtdruok der Standardiaausg bei ©i&ar konstanten BtrSmungsgeechwindlgkeit;» I*^ den Druok einer unbekannten Lüftung w& F₁"* den Druck der Standard!öeung bedeuten»

Der Kern dea erfindungsgemäß verwendeten Sfatease sind symmetrische Teilchen₍ die im fluide© Medium quellhar sind ο Die Teilch©» werden vorsugaweise Ie einer Kaasaer verwendet» und die gewüneaüteii tfertt wurden aurcfc dit ~ Beanspruohtuogewarte erhalten_e Sie durch das eis, unter» euohende Lösungsmittel in s@m Sind die Teilchen Quellen und bei der

rungen in der Packung auftreten, w&& die Beanaprudhungawerte sind nicht genau propor ti »i.-c Wirkung des Löaungsmittelsystems,, Im bevoraugt werden deahalb Xeilohen in Kugelfang verwand« t_; <g& diese Schwierigkeit eo am beeten umgehen kau: BIe ephJtriaohen Teilohen sind vorzugsweise ziemlich kl®iu_s und bei der Herstellung einer leistungsfättigen Tt^- riohtung wird davon eine verhältnismäßig groi@ *I«af * verwendet.

Die Teilchen entsprechen einem System von parallelen Kapillarrohren» in welchem die QberfHohen (oaaotieohe Membranen) der ephSrieohen gepackten lölymerieatteilohen die Wände der Rohre bilden. Bine vollständige Benetzung setzt eine Strömung mit der Geschwindigkeit Hull an der urenafläohe awlaohen Flttaaigkeit und feilohen voraua« Da daa LSaucgamlttel durch dieae Oberflächen frei hindurchgehen kann, ao wird an der Gtrenaflltohe vwischen Flüssigkeit und Te Hohen

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mit der ©©gchwissdigkeit Hull

Weben der symm©trisoh©ß form kosmt es auf einen engen f©ileh6Ssg2?8Seb©r©ieh d@r Seilohen sowie auf die d-laichmäSigkelt t®r <sMüaie©h©ia rad physikalischen Eigen schaften der Teil©h©a aa₀ Die Teilehen sprechen bes@ad@re ©ohnell aa-_s vena si© ©inen Durchmesser von O₉01 lis 0,1 yu habeno Bie feilohssa aollen unter den die in de»» hier berücksichtigten freien

erzeugt werden, nicht deformierbar sein« B@iBpielsweise ku&neti in eiEigssi Fällen die SolvatisierungBdruoks big ^u etwa 3000 at betragene Die Seuchen sollen weiterhin @in gleiehmäßigee molekulares ©sfüge haben, so dai ©ine gleiefcmäBige Aneprechbarkeit auf gas LBsungemittel (miad den gelösten Btoff _s der im entfalten. ssin kann) erhalten wird»

In allen fällen ist auch Miohtig_s daß die Teilchen in der !tage siM, In &®m imtas d@n Beobachtungsbe-Singungen angewendeten LSsuagsmitteleäretem zu solvatieieren $ so daS die gewünschten Beanspruchungen erzeugt wardenο Aus naheliegenden Gründen dürfen sich die Seilohen auch nicht im lösungsmittel lösen„

Vorzugsweise sollen die Teilchen auf negative und positive Änderungen der freien Energie des Lösungsmittels mit einem Hinimum an Hysterese ansprechen, und dieses muß bei vertretbaren Strömungsgeschwindigkeiten dee zu messenden fluiden Mediums mit einer hinreichend großen Geschwindigkeit erfolgen. Di» Hysterese der Teilchen (Erzeugung von unterechiedliohen Belastungsmustern beim Quellen oder bei der Kontraktion von fall zu Fall) führt offensichtlich zu fehlerhaften und unbrauchbaren Ergebnissen., Anders gesagt: Verwendet aan

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sphärische Teilchen, so sollen Änderungen der freien Energie der Solvatisierung vorzugsweise zu Beanspruchungen in den Teilchen führen, die wiederum nur eine konzentrische Expansion und Kontraktion der Teilchen ergeben? diese sollen vorzugsweise für die gleiche Ursache in einem und dem anderen Fall konstant sein. In einigen Fällen können Teilchen mit Hysterese verwendet werden» Wenn beispielsweise nur eine Messung der Seilchenexpansion erforderlich ist₉ so kann die Hysterese bei der Kontraktisn der Teilchen unwichtig sein» In ähnlicher Weise können Abweichungen von den bevorzugten Eigenschaften geduldet werden ₉ wenn gewisse Fehler akzeptiert werden können.

Eine Gruppe von Stoffen„ die praktisch allen vorstehend erwähnten Erfordernissen genügen, kann im allgemeinen als organische„ synthetische vernetzte Harze bezeichnet werdenα Diese Stoffe unterscheiden sich von linearen oder unvernetzten Polymerisaten, wie Polyvinylalkohol. Typisch für die gewünschten Stoffe sind die in der USA-patentechrift 2 366 007 ο Diese Mischpolymerisate werden in an sich bekannter Weise durch katalysierte Polymerisation hergestellte Hierbei werden Monovinylaryl Verbindungen, wie Styrol (Vinylbenzol)_p Vinyltoluole, Vinylnaphthaline _e Vinyläthylbenzole _t alphß-Methylstyrolj, Vinylchlorbenzole und Vinylxylole verwendet; die jeweiligen Monomeren v/erden mit einer geeigneten Polyvinylaryl~Verbindung_s wie Divinylbenzolen, Divinyltoluolen, Divinylnaphthalinen, Divinylxylolen, Divinyläthylbenzolen_ff DivinylChlorbenzolen und Divinyl-Phenylvinyläthern vernetzt» Für den vorliegenden Zweck besonders gute Ergebnisse werden mit Teilchen erhalten» die aus Polystyrol» das mit Divinylbenzol versetzt ist, bestehen*

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Wie in der vorstehend angegebenen Patentschrift und auch anderweitig beschrieben ist₉ können derartig® Polymer© gegebenenfalls fixierte ionisch® Gruppen, wie SuIfatgruppens die an die polymere Matrix angehängt sind; enthalten» Seuchen» fiis fixierte ionisch© Gruppen enthalt®®_g solv&ti®i@r@a mi« wäßriges £ leiden Medien (in der flüssigen «sa& in «8.®^ §6tsphaee)_s wogegen polymere» die frei tob fls£@rt@n Ionischen Gruppen sind; durch organische flMd© Hedi@E eoliratieiert werden ο Soll also ®tn waseesfeltiges Medium untersucht werden_s so wird ein Polyaerisst mit fixierten ionischen. Gruppen verwendet ₉ wogegen msM @ia Polymerisat» das frei von diesen ionisches-<üznapj?en ist, v©rweiad@t_s wenn die Teetflüesigkeit ©iß ©^gasisoliss Lö@sffigamittel ist«

Beispiele für eise ander® ©s?upp@ yos teauehb^?aa vernetzten Kunstkäse©!! eiM s©lsfe®_s ai@. Hetsllchelate bilden _β fceispielew©is© Si@ Ie ä@r ÜSA-Patentsehrift 2 930 60? beschri©l>@iien_a Bi© w@^r£Bt®hen& angegebenen Patentschriften sollen. j©I©ek il%w einig© Beispiele für vernetzte Eunstharse g3b©np di@ in den Seilchen verwendet werden können,.

Neben den bevorzugten veraststas organische!! Kirnst» harzen können erfindungsgemäß alle Xeilchen-mit einem quellbaren MoleMSlgitter verwendet werden, das sich jedoch in dem zu untersuchenden -fluiden Medium nioht löst ο Im weitesten Sinne -'kunnen- die Teilchen außer aus den vorstehend genannten organischen Stoffen auch aus anorganischen Stoffen bestehenο Beispiele für anorganische stoffe sind Kieselgel_p das in ?orm von sphärischen Teilchen erhalten werden kann (vgl» Proco Symposium Colston Research Society No» 1O₉ Seite 195» 1958 von AoVo Kiselev)o Andere anorganische Stoffe

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~ 10 ~

umfassen quellfähige Ton-Iottenauetausoher? wie Bentosait. und die Montmorilloniteo Anorganische Ionenaustauscher_g ZoBo die verschiedenen Tonerden und Hydroxylapatit* sind ebenfalls brauchbar und haben den Vorteil, daß sie in sphärischer Form zur Verfügung stehen Andere brauchbare anorganische Ta 11 eher, sind Wolframoxid imä Eisenoxid· Obgleich diese Stoffe nicht sphärisch sind _f haben sie eine verhältnismäßig gleichmäßige geometrie ohe Anordnung, wobei die zuerst genannten Teilchen stäbohenförmig und die zuletzt genannten plättchenförmig sindα Andere brauchbare anorganische Teilchen umfassen die Gruppe der kristallinen Ionenaustauscher_? wie Zirkonphosphat „ Zirkonwolfraraat ₉ Zirkonuiolybdat und Zirkonoxidhydratο

Selbstverständlich sind nicht alle in Frage kommenden Seilchen; insbesondere die anorganischen Teilchen, in allen fluiden Medien unlösliche Deshalb sollten die Teilchen unter Berücksichtigung des zu unterem iisn&en fluiden Mediums ausgewählt werden„

Fig« 1 zeigt das allgemeine Fließschema zur Durchführung des vorliegenden Verfahrens unter Verwendung der neuen Vorrichtungι die zu untersuchende Lösung wird einer pumpe oder einer ähnlichen Vorrichtung zugeführt, mit deren Hilfe eine konstante Strömung des fluiden Mediums erzeugt wird* Zuerst wird, wie in der USA-Patentschrift 3 479 864 angegeben, die freie Energie des fluiden Mediums bestimmt_o Dann wird das fluide Medium unter Druck zuerst durch ein verhältnismäBig dichtgepacktes Bett aus Polymerisattelichen_s wie sie beispielsweise in Verbindung mit den Figuren 2, 3 und 4 beschrieben sind? geleitet, wobei das fluide Medium die in der Vorrichtung enthaltenen Teilchen solvatisiert und Belaetungsändsrungen in den

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fsilciien gemessen werden <> BIe au lantersuehende Lösung wird <äann aus der Kammer mit den polymeren Seilchen entfernte lon da an kann" das fluide Medium in be-Heftiger Weise weiterverwendet werden» da es durch das !erfahren nicht nennenswert verändert wird, Ss ist deshalb für weitere Untersuchungen und Analysen geeignet„

Uach Fig» 2 wird ein Bourdon-Rohr 10 mit einer größeren Anzahl sphärischer Perlen 11 gefüllt» die ζ»Bo durch Vernetzen von Styrol mit Divinylbenziol erhalten wurden» Di© Perlen 11 haben praktisch den gleichen Durchmesser im ganzen Rohr 10 und sind verhältnis dicht gepackt, so daß sie das Rohr vollständig ausfüllen und sich praktisch nicht mehr gegeneinander verschieben können«

Auf der linken Seite von Hg-, 2 kann eine stationäre Befestigungsklammer 12 mit Hilfe der Sohrauben 15 an einer geeigneten Oberfläche befestigt werden., Ein mit Gewinde versehener Euleitungsstopfen 14 steht mit der Befestigung 12 in Eingriff und stößt an das Zuleitungsende 15 des Rohres 10 an« An den Stopfen ist ein Verbindungsstück 16 angeschraubt, das die Vorrichtung mit einer leitung IT verbindet_o Die Leitung 17 kann mit einem Vorrat des au untersuchenden fluiden Mediums in Verbindung stehen_p entweder über eine pumpe oder eine andere? einen Druck erzeugende Vorrichtung (nicht dargestellt) oder über eine Pumpe mit konstantem Volumen=, Zwischen dem Zuleitungsende 15 des Rohreβ 10 und dem Zuleitungskanal I9 des Stopfens H befindet sich eine aus einem porösen Haltesieb oder -gitter und einem Haltering bestehende Anordnung 18_o Das Gitter der Anordnung 18 gestattet

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die Zuleitung des su untersuchenden Lösung und verhindert» daß die polymeren Perlen beim Aufquellen der Perlen durch die au untersuchende flüssigkeit in den Kanal 19 gelangen»

Auf der rechten Seite rou Fig. 2 ©niet ia© Bohr 10 in einer frei beweglichen Halterung 20« Der in äas Hohr eingeschraubte Stopfen 21 BWBt an das Austritteende 22 des Rohre® IO an. Pie Halterung 20 kann in zweckmäßiger Weise mit Hilf® eines Terbinduagsringes etwa wie beim Zuleitung8$föS§ äea Hohrse, mit einer Ableitung 24 verbünde·: sein« Wie dort ist zwischen dem Ableitungsende 22 des Hohres 10 und der Ableitung des Stopfens 21 eine aus Haltesieb und Haltering bestehende Anordnung 25 angebracht ₉ um das Austreten der Perlen aus dem Bohr 10 zu verhindernο Die frei bewegliche Halterung 20 ist mit einem Arm 27 und einem Vorgelege 23 verbundene Die Bewegung der Halterung 20 wird durch den Arm 27 und das Vorgelege auf eine geeignete elektronische oder mechanische Vorrichtung, beispielsweise eine Analysenwaage _s die durch den Block 29 dargestellt ist» übertragen»

Wird beim Betrieb der Vorrichtung das fluide Medium zuerst mit einem konstanten Druck durch das Rohr und dann durch die Ableitung 26 abgeleitet, so neigen die Perlen 11 je nach der Änderung der freien Energie des fluiden Mediums zum Aufquellen oder Kontrahieren < > Bestehen die Perlen 11 beispielsweise aus Styrol-Divinjlbeßzol und enthalten @i@ eine fixierte ionische Gruppe» z.Bo «ine Sukfatgr-uppe» tm 1st das eingeleitete fluide Medium zweokjä£Blg ©in w^Sriges Medium. Enthält das widrige fluide Medium gelöste Salze oder andere

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molekular gelöste stoff©, s© exniedzlgt sieh die freie Energie des Mediumsο Bei Berührung mit den Ballen tritt Wasser aus d@n Perlen aus (unter Annahme, SaS die Perlen vor dem Eijslsit@& dt® to watmTBWshQnäen Medium© mit Wssser solvs-tisiQst wurteaju Bi@ Perlen ziehen sich deshalb - sussaaiQKg w&a ii® 3<sXa>@tmag des Rohres 10 niaarö ab_o Sea? Asm I? wird wobei d©s Ausnisi

den Block 29 angedeutet

Bewegung ie© Ara©@ 27*

Wird dann Wasser
lösten

mit des Psrlea 1

im- Ian@r®a d@r perlea

unter der AßHalHE©_? SaS di@ 0-söi© u&ü oh©misöhe Susammeaaetzuag dQ2? Perlen Mnreiskead gleiölMäiig perle au IeS¹Ie übertragen, Me di© g©®©mte 3ierungsbelastuBg g@hli©§li@^ auf di@ W^d© des Bohree einwirkt _f Dieser Druafc führt zu einer Bewegung dass Rohres Ϊ0, so daß der Arm 27 nach unten geht, worauf diese Veränderung wiederum auf dem Instrument, das durch den Block 29 dargestellt ist, beobachtet werden kannο Bann wird wieder bei einer Strömung des fluiden '

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Mediums mit konstantem Volumen eine zweite beobaoht« bare Bewegung des Armee 27 erhalten»

Erfindungsgemäß ist die am Block 29 beobachtbare Bewegungsänderung zwischen der Strömung bei konstantem Druok und der Strömung bei konstantem Volumen direkt proportional der Viskosität ä@@ fluiden Mediums Wird also ein Standard mit bekannter Aktivität durch das Instrument geleitet und der Ableseteil dee Blocke 29 damit geeicht, so sind Ylakosltätswerte für eine unbekannte Substanz leicht zu erhalten. Weiterhin ist die Vorrichtung nach Fig« 2 dadurch für einen Betrieb unter konstantem Druck ausgelegt, daß die beim Hindurchleiten des Testmediums durch das Perlenbett auftretenden Volumänd©rimgeii gemessen werdaa»

Die in Figo 3 dargestellte Vorrichtung arbeitet bei' einem konstanten Volumen, wobei auf das Bett au©get£~3t$ positive und negative Druckänderungen erforderlioh um nach der Berührung mit dem zu untersuchenden Medium das ursprüngliche Bettvolumen aufrechtzuerhalten oder wieder zu erlangen. Die Vorrichtung enthält ©in Gehäuse 30 mit einer Kammer 31 ο In der Kammer 31 bewegt sich ein Kolben 32 mit zwei Enden auf und' sb_g der an den beiden gegenüberliegenden Enden zwei praktisch reibungslose O-Ring~Abdichtungen 33 und 34 besitzt. Der Kolben 32 enthält einen rechtwinkligen Kanal 35> dessen einer Arm 36 senkrecht zu dem Hauptteil des Kolbens 32 steht und durch eine öffnung 37 im Gehäuse 30 hindurchgeht. Die öffnung 37 ist größer als das Durchmesser des Armes 36, so daß eine Auf- und Abbewegung des Kolbens 32 möglich ist.

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357130

3βο Ifi® suv©3?,siaö äi© Parias swisehen

las ija Fi^o 3 äarg®st©lli© Sj®t©M alt koast&ateia Yolmnen ©athilt <aia® Bruolstm©!!® 4^₀ ©la 47

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©i©fes©ltig wird &a© fluide ©lösten r-toff© enthält) Pgrltabett geleitet« äiesem Punkt wird di@ Ableeuag am Blook 45 s die als

angesehen w©rd@n kann_s YOrgenommen.Bann wird ©iae Testflüssigkeit Hit gelöstes Stoffen über die Zuleitung 40 durch'das Ferienbett geleitet» Ist die ©ism©t±B<3he Polarität de? Üsstflüssigiceit geringer als ä±Q S@r reinen Besiigsflüselgkeit, eo versucht das Hare» B±®fa auszudehnen-und d©s Kolben 32 naoh oben zu drücken₀ Wird üb©r aas Ventil 47 ein susätaliohsr Druck ausgeübt, so kann der Kolben 32 n&oh tmt@n siirüekbewegt werden, so AmQ a©r Ausschlag auf lull £urU©kgeht und die Einheit auf den nullwert surUokg@etellt wifS_s der mit der reinen

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Fig* 4'ieigt eine weitere Auefülunuigsform 3$r Torrichtung but Heeaung ior fiekositäteäadonang äuroh Änderung dee volumen· bei konstantem Druolc- c naoh dem in figo 2 gorgesteilten Verfahren, In diesem ?all wird anetell* #in*e Bourdon-Eolar#8 ein 0eh%uao 50 mit einer KJuaaer fi für die polymeren Perlen Terwendet· Ein Kolben 52, der mit einer hohlen ferbindungsetange und einem Ableseano 54 verbunden ist» befindet eioh im Gehäuse 50 oberhalb der perlen« Wiederum eind swei Hsltesiebt 55 wa& 56 «uia festhalten der perlen in der gewUnsohten Zone rorgeeehen. Der Kolben 52 ist ringsum mit praktisch reibungslosen Abdiohtungsringen 57 versehen. Bas su untersuchende fluide Medium wird an der Zuleitung 58 eingeführt, strömt duroh die Perlen und durch den hohlen Terbindungeano 53 in Richtung der Pfeile naoh aufien· Die Quellung ums Kontraktion der Perlen führt au einer Auf- bzw, Abwärtsbewegung des Kolbens 52»die wie bei äen vorstehend beschriebenen Aueftthrungsforsen über den Arm 54 ^&'*? ein geeignetes Ableaesystam tbertraje^ wird, in dissem fall ist jedooh mit dem Axe 54 ein (?ewioht 56 verbunden, das den Kolben 52 Bit dem Perlenbett in Berührung hält. Sine Toluftauadekaaji Ser Perlen wirkt gegen die Kraft des Oewioht«. Ziehen @l^h Si^» Perlen sues&saen, so rfird der

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<i Glycerin	feaip«	»V άγ/it β 0	κ? dv/dt P	■ 0,496.
0,0 (BgO)	20,3	161	205
5,0	20*3	154	199
30,0	21,1	116 -	183
45,0	22β0	95	195
60,0	23*0	13	245
75,0	24	34	405
0,0 (H2O)	24	162	- 205;

Die Erfindung hat gegenüber den bekannten: Verfahren weitere Vorteile und Anwendungeiodglichkeiteii» mit bekannten, ViekoeimeterR ist die vorliegende tung seiir einfach gebaut« Hit ihrer Hilfe Jcarm direkte Messung der LöeungsmittelphaaeG durcligeiUbrt werden, d.h_c ee braucht kein indirektes Terf.Jireß angewendet su werden« Sie Versuche können äußert schnell durohgefUhrt werden, ohne daß die probe zerstgjt wird. Heben der vorteilhaften Anwendbarkeit bei der Messung der Viskosität von Blut kann die Viskositätsmessung gemäß der Erfindung auch auf andere ICörperflüssigkeiten und bei analytischen Arbeiten auf verwandten Gebieten angewendet werden.

Die Erfindung wurde vorstehend in einigen Einzelheiten eur Erläuterung und zum besseren Verständnis beschrieben) es können natürlich gewisse Änderungen und Abwandlungen vorgenommen werden, ohne daß der Rahmen der Erfindung verlassen wird.

- Ansprüche -

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Claims (1)

1. oäaoo

   äa ©äaos?

   om aät ©Ines

   Wä& Mi©2?1b®i'

   » nach aan symmetri des \nderung eines

   aaoli

   , dia aue einem Polymerisat

   gebildet Bind.

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   4· Verfahren nach Anepruoh 3, dadurch gekennzeichnet, das nan ein vernetstes Mischpolymerisat einer Poly-Tinylarylverbindung und einer Monovinylarylverbindung verwendet.

   ο Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennseiohnet_v das «an ein aus Divinylbenzol und fttyrol gebildetes MiBOhpolyaerisat rerwendet.

   6. Terfahren nach Anepruoh 3, dadurch gekennzeichnet, daB «an ein Polymerisat alt fixierten ionleohen Gruppen und Waeeer als fluide* Medium verwendet.

   7» Verfahren nach Anepruoh 3» dadurch gekennseiohnet, daB «an Polymerisat ohne fixierte Ionische Gruppen und eine organische Flüssigkeit als fluide» Medium verwendet.

   8* Verfahren naoh Anepruoh 1, dadurch gekennzeichnet, dal aan Tor der ersten Bestimmung des Teilohenvolumens die feilchen sit eines fluiden Hedlus in Berührung bringt» das praktisch frei von gelüsten Stoffen 1st» und swar in einer solohen Menge, die auereloht, us die Wirkung τοη früher verwendeten fluiden Medien und gelüsten Stoffen auesueohalten·

   9· Verfehren naoh Anspruch 1, dadurch gekenneelohnet, daB «aan ein f luides Mediua alt gelösten ntof f en als unbekannte Gröfie verwendet und die gesessene Volumänderung des unbekannten, den gelüsten Stoff enthaltenden Mediums sit der Volumänderung eines bekannten fluiden Mediums in der glelohen Hingebung vergleicht, um Werte über dae unbekannte fluide Medium tu erhalten, die dessen freier Energie proportional sind·

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   ~ 21 -

   to» Verfahren sur gewinnung von M@@werten, die der Viskosität einse fluiden Mediums im Vergleich au der von anderen fluiden Medien proportional sind, dadurch gekennzeichnet, daß man in einer Kammer mit einer Vielzahl von Teilchen mit einem molekularen Gitter» das im fluiden Medium quellbar, aber nicht löslich ist, die teilchen mit dem fluiden Medium in.. Berührung bringt» um die Teilchen in Abhängigkeit von der Aktivität des fluiden Mediums zu quellen oder zu kontrahieren, daß man zunächst den Brück der mit der Flüssigkeit in Berührung stehenden Teilchen auf die Kammer bestimmt, «ii@ Teilchen einer Strömung ■ des fluiden Mediums mit einem konstanten Volumen aussetzt und hierbei die Druckänderung der Teilchen mißt, wobei die Druckänderung der Viskosität des fluiden Mediums im Vergleich zu anderen fluiden Medien direkt proportional isto

   ο Verfahren sur Gewinnung von Meßwerten, die der Viskosität eines fluiden Mediums in Bezug auf andere fluide Medien proportional gind, nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daS man symmetrisch® Teilchen verwendet und die Messung der Druckänderung u&t®r Aufrechterhaltung eines konstanten Volumens durchfährt.

   12a Verfahren naoh Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daS man sphärische Teilchen verwendet, die aus einem praktieoh hystereeefreieäe vernetzten Polymerisat gebildet sind.

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   13o Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß* man ein vernetztee Mischpolymerisat aus einer Polyvinylarylverbindung und einer Monovinylarylverbindung verwendet.

   14-· Verfahren nach Anspruoh 13, dadurch gekenaseiohnet, daß man ein aus Divinylbenzol und Styrol gebildetes Mischpolymerisat verwendet»

   15» Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Polymerisat mit fixierten ionischen Gruppen und Wasser als fluides Medium verwendet«

   16. Verfahren naoh Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß man ein von fixierten ionischen Gruppen freies Polymerisat und eine organische Flüssigkeit als fluides Medium verwendet.

   17* Verfahren naoh Anspruoh 10, daduroh gekennzeichnet, daS man vor der ersten Bestimmung des Druckes die Teilchen mit einem fluiden Medium in Berührung bringt, das praktisch frei von gelüsten Stoffen ist,.und zwar in einer Menge, die ausreicht, um die Wirkung von zuvor verwendeten fluiden Medien und gelüsten .Stoffen auszuschalten.

   18ο Verfahren nach Anspruch 10, daduroh gekennzeichnet, daß das den gelösten Stoff enthaltende fluide Medium eine unbekannte Größe darstellt und daß man die gemessene Druckänderung des unbekannten, den gelüsten Stoff enthaltenden fluiden Mediums mit der Druckänderung eines bekannten fluiden Mediums in der gleiohen Umgebung vergleicht, um Paten über das unbekannte fluide Medium zu erhalten, die dessen freier Energie proportional sind·

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   19* Vorrichtung zur Gewinnung von Meßwerten» die der Änderung der Vielcoeität eines flulden Mediums proportional sind, gekennzeichnet durch eine Kammer» die eine Vielzahl von Teilchen mit einem molekularen Gitter enthält, das in dem fluiden Medium quellbar, aber nicht löelioh ist, mit der Kammer in Verbindung etehende Zu- und Ableitungen, um dae fluide Medium mit den leuchen in Berührung zu bringen; Elnrloh- - tungen mit konstantem Volumen zum Hindurohleiten dee fluiden Mediums duroh die Kammer» und Einrichtungen zum Messen von Volumänderungen der Teilchen bei einem konstanten Brück, wobei die Volumänderungen dadurch erzeugt werden, daß die Veilchen zunächst duroh das fluide Medium solvatisiert werden und anschließend das fluide Medium bei konstantem Volumen hindurchgeleitet wird.

   2Oo Vorrichtung nach Anspruch 19» dadurch gekennzeichnet, daB die Kammer eine Vielzahl von sphärischen Teilohen aus einem vernetzten Mieohpolymerisat enthalt.

   21· Vorrichtung nach Anspruch 20, daduroh gekennzeichnet, dae das Mischpolymerisat aus Divinylbenzol und Styrol gebildet ist.

   22. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Messung von Änderungen in den Teilchen, eine Kamner enthalten, die zwecks Aufrechterhaltung eines konstanten Druckes nach außen offen ist, daß die Teilchen die Kammer praktlsoh ausfüllen und in der Kammer ein bewegliches Teil mit der Oberfläche der Teilchen in Berührung steht, wobei sich das bewegliche Teil in Berührung mit den Teilchen bewegt, wenn diese in Berührung mit einem

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   solvatisierenden fluiden Medium quellen oder sioh zusammenziehen_o

   23o Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer zylindrisch und das bewegliche Teil als Kolben in der Kammer ausgebildet ist.

   24c Vorrichtung zur Gewinnung von Meßwerten, die der Viskosität eines fluiden Mediums proportional sind, gekennzeichnet durch eine Kammer mit einer Vielzahl von !Teilchen mit einem molekularem Gitter, das im fluiden Medium quellbar, aber nicht löslich ist, mit der Kammer in Verbindung stehende Zu- und Ableitungen» um das fluide Medium mit den Teilchen in Berührung zu bringen; Einrichtungen mit einem konstanten Volumen zum Hindurchleiten des fluiden Mediums durch die Kammer; und Einrichtungen zur Messung von Druckänderungen der Teilchen, bezogen auf die Innenflächen der Kammer bei einem konstanten Teilchenvolumen_? wobei die Druckänderungen dadurch bedingt sind, daß die Teilchen zunächst durch das fluide Medium solvatisiert werden und das fluide Medium anschließend mit einem konstanten Volumen hindurchgeleitet wird.

   25ο Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer ein hohles Bourdon-Rohr und das bewegliche Teil einen frei beweglichen Halterungskopf an einem Ende des Bourdon-Rohres darstellt _a

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   26o Vorrichtung nach. Anspruch. 24-1 dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Messung der Änderungen in den Teilchen eine Kammer mit einem beweglichen Seil aufweisen» das in der Kammer zwei Abteilungen bildet, wobei die Teilchen die erste Abteilung ausfüllen und eine Gasquelle unter geregeltem Druck mit der zweiten Abteilung verbunden ist, derart, daS eine Quellung bzw» Kontraktion der Seuchen das bewegliche Teil bewegt, wodurch das Gas in der zweiten Abteilung zusammengedrückt bzw«, ausgedehnt wird.

   27» Vorrichtung naoh Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer eine Vielzahl von sphärischen Teilchen aus einem vernetzten Mischpolymerisat enthält.

   28ο Vorrichtung naoh Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischpolymerisat aus Divinylbenzol und Styrol gebildet ist.

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