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Vorrichtung zur Größenbestimmung und Zählung von in einer Suspension
enthaltenen Teilchen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Größenbestimmung
und Zälhlung von in einer Suspension enthaltenen Teilchen, wo die aus pension durch
eine Strecke geringen Querschnittes fließt (Impulsbildungsvolumen), die gleichzeitig
und ausschließlich den Strom führt, der zwischen zwei außerhalb dieser Strecke angeordneten
Elektroden fließt.
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Es ist seit langem bekannt, zur Ermittlung von in einer Suspension
aufgeschwemmten Teilehens z.B. von Kohleteilchen oder metallischen Abtriebteilchen
im Motorenöl, diese Suspension ein elektrisches Peld passieren zu lassen Diese Anordnung
weist in einem Rohr aus Isolierstoff zwei Elektroden in Porn von zwei Stiften auf,
die sich gegenüberliegen und in das Rohr hineinragen. Die Elektroden sind in ihrem
Abstand verstellbar angeordnet,
und an ihnen liegt eine elektrische
Spannung. Durch die Verstellbarkeit der Elektroden kann die Einrichtung auf die
Größe der zu ermittelnden Teilchen eingestellt werden, Diese Anordnung ist auch
bereits derart modifiziert worden, daß anstelle eines Stiftes eine plattenförmige
Elektrode Anwendung fand, während der zweite Stift in einem Isolierkörper eingebracht
wurde, der nur die Spitze des Stiftes unbedeckt; läßt, damit nur diese mit der Suspension
in Berührung kommt.
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Ferner ist bekannt, die meßstrecke durch zwei mit je einer Bohrung
versehenen tsolierkörp@r zu bilden, zwischen denen zwei Elektroden angeordnet sind.
Die Elektroden können entweder auf einem oder auf beiden Isolierkörpern fest aufgebracht,
z.B. aufgedampft werden.
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Außerdem ist eine Anordnung zur Erzeugung von Spannungsimpulsen bekannt,
bei der ein kleines, mit einer Bohrung versehenes, aus Isolierstoff bestehendes
Gefäß in einem großeren Gefäß angeordnet ist. Beide Gefäße sind mit einem Elektrolyten
gefüllt und nehmen je eine Elektrode auf, die an Gleichspannung gelegt ist. Ist
der Querschnitt der Bohrung in dem kleinen Gefäß alt dea zwisohen den Elektroden
fließenden
Strom richtig abgestimmt, so tritt in der Bohrung infolge der dort herrschendon
hohen Stromdichte eine solche Erwärmung auf, daß der Elektrolyt verdampft.
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Die in der Öffnung entstehenden Gasblasen unterbrechen den Stromkreis,
und damit entsteht an einem in den Stromkreis geschalteten Transformator bzw. an
einer eingeschalteten Induktivität bei jeder Blasenbildung ein Spannungsimpuls.
Dicse Anordnung Icann auch derar- abgewandelt sein, daß der Elektrolyt unter dem
Einfluß eines Druckunterschiedes in den Gefäßen durch die Bohrung in das kleine
Gefäß gedräckt wird. Sind in dem Elektrolyten nichtlös####liche isoli rende Stoffe
aufgeschwemmt worden, so entsteht immer dann, wenn ein isolicrcndes Teilchen die
Bohrung passiert, ein Spannungsimpuls.
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Eine so iche Anordnung ist auch schon zur Ermittlung und Zählung von
Teilchen ausgenutzt worden. Es nuß lediglich dafür gesorgt werden, daß die in der
Suspension aufgeschwemmten Teil chen dieser Einrichtung in einer derartigen Verdünnung
angeboten werden, daß die Teilchen einzeln die Meßstrecke passieren. Auch bei dieser
Anordnung läßt sich, wie bei der dnordnung von zwei sich gegenüberliegenden Elektroden
aus der Große des Spannungsimpulses auf
das Volumen des Teilchens
schließen. Diese Anordnung hat gegenüber der Anordnung von zwei sich gegenüberstehenden
Elektroden in einem Roirsystem den Vorteil, daß ohne Schwierigkeiten mit Gleichstrom
gearbeitet werden kann und daß die Meßstrecke leichter und genauer herstellbar ist
und im Betrieb ohne größere Störungen arbeiten kann. Allerrings muß dafür gesorgt
werden, daß die Durchbrechung in dem kleinen Gefäß we@er durch chemische Einflüsse,
z.B. durch den Elektrolyten noch durch mechanische RLnfltisse, z.B. durch die in
einer Suspension aufgeschwersten und zu zählenden Schleifkörper oder bei der Reinigung
eine Veränderung erfährt.
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Deshalb ersetzte man die in einem Isoliert gefäß eingesetzten, mit
einer Bohrung versehenen Glasscheiben, die die Meßstrecke bildeten, durch gebohrte
Edelsteine, die mit dem IsoliergefU, das meist aus Glas besteht, verklebt oder verschmolzen
werden.
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Auch ist es bekannt, zur Verwirklichung von Meßstrecken mit definierten
Maßen, die aus der Feinwerkstechnik bekannten lagersteine, sogenannte Uhrensteine,
als Meßstrecken zu verwenden.' Ferner bieten sich für Meßstrecken Diamantenziesteine
an, wie sie bei der Drahtherstellung Verwendung finden und die in jüngerer Zeit
mittels laserstrahlen gebohrt
werden0 Die V rwendung von gebohrten
Edelsteinen filr Meßstrecken ist insofern von Nachteil, weil die Einbringung von
Bohrungen unterschiedlichen Durchmessers aufwendig ist.
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Auch sind die Edelsteine im Vergleich zu dem Durchmesser der Bohrungen
stark, so daß Kanäle entstehen, deren Durohmesser gleich oder kleiner als ihre Länge
ist. Das führt zu verhältnismäßig großen Impulsbildungavolumen, was wiederum eine
Erhöhung des Koizidenzfehlers bew@irkt. Außerdem sind die Edelsteine wegen ihrer
Kleinheit bei der Fertigung schwierig zu handhaben@ Insbesondere die Man@pulation
beim Einbringen in die Wände von Glasbehältern sind schwierig.
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Die Beseitigung dieser Nachteile ist Zweck der Erfindung.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßstrecke zu schaffen,
welche einen verhältnismäßig kur@@n Kanal aufweist, leicht zu handhaben und wirts@haftlich
in verschiedenen Durchmessern he@@@ellbar ist. Gleichzeitig soll sie den chemischen
und medhanischen Beanspruchungen, denen Meßstrecken in Teilchenzählgeräten unterliegen,
gut widersteh@@@.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Strecke
geringen Querschnittes durch eine Bohrung in einer Tantalfolie gebildet ist und
die Tantalfolie wenigstens im Bereich der Bohrung und auf einer Seite eine dadurch
einen Oxydationsprozeß gebildete Isolierschicht aufweist. Die mit einer Isolier
schicht versehene Tantalfolie wird in der Wand eines Gefäßes angeordnet, welches
beispielaweise aus einem spritzbaren thermoplastischen Kunststoff besteht.
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Anhand eines Ausführungsbeispieles wird nach folgend der Gegenstand
der Erfindung erläutert: Es zeigen: Fig. 1 eine Vorrichtung zur Teilchenzählung
mit ineinander angeordneten Behältern für die die Teilchen enthaltende Suspension,
Fig. 2 die Tantalfolie vor dem Zusammenbau mit einem aus isolierenden Werkstoff
bestehenden Behälter für die Suspension, Fig. 3 eine einzelheit A / von Fig. 2.-In
der Figur 1 ist schematisch der Aufbau eines Teilchenzählgerätes gezeigt. Die zu
untersuche @-de Suspension 1 ist in einem Becherglas 2 enthalten.
Dieses
Becherglas 2 nimmt ein z-eitees, in seinem Durchmesser klineres, ebenfalls mit der
Suspension 1 ausgefülltes Gefäß 3 auf, welches über einen Rohrstutzen 4 mit einem
Vakuumbehälter in Verbindung steht. Das untere Teil des Gefäßes 3 trägt eins Meßstrekke
5, während Elektroden eines Gleichstromkreises, der sich durch eine 3ohrung 8 in
der Meßstrecke 5 schließt, mit 6 und 7 bezeichnet sind. Diose Elektroden sind in
das Becherglas 2 und in das Gefäß 3, das die Meßstrecke 5 trägt, eingebracht.
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Die Meßstrecke 5 besteht; aus einer dünnen Tantalfolie von der Stärke
von. etwa 50 bis loo m. In ihr ist eine Bohrung eingebracht, die zunächst stark
kegelig und dann zylindrich verläuft. Um den Stromfluß ausschließlich auf den Querschnitt
der Bohrung zu beschränken, vJird die Folie mit einer dünnen, etwa 1 µm starken
Isolierschicht überzogen.
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Diese Isolierschicht muß chemisch widerstandsfähig, mechanisch hart,
elektrisch gut isolierend und porenfrei sein. Es hat sich erwiesen, daß diese Eigenschaften
von einer Isolierschicht aus Tantalpentoxyd erfüllt werden. Die Herstellung der
Isolierschicht erfolgt in bekannter Weise durch anodische Oxydation. Allerdings
weist die durch anodische Oxydation erzeugte Isolierschicht einen
halbleiterähnlichen
Effekt auf; Deshalb ist entweder für eine vollständige Oxydation der Oberfläche
zu sorgen, oder abcr die Pblarität an den Elektroden ist ents rechend zu wählen.