DT-100 / DT-110

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DT-100/DT-110 – Partikelgrößenmessung konzentrierter Dispersionen im Originalzustand

Die Akustikspektrometer DT-100 und DT-110 ermöglichen hochpräzise Messungen der Partikelgröße flüssiger, konzentrierter Dispersionen im Originalzustand unter Ausnutzung modernster Theorien der akustischen Spektrometrie im Größenbereich von 5 nm bis 1000 µm.

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Durch Messung der Schalldämpfung und -geschwindigkeit an flüssigen Dispersionen nach dem „tone-burst-Verfahren“ lassen sich sowohl die Partikelgröße als auch rheologische Eigenschaften der zu untersuchenden Suspensionen bzw. Emulsionen bestimmen. Dazu werden in einem einzigartigen Messverfahren Schallimpulse durch die Probe geleitet und die Dämpfung dieser Pulse über einen weiten Frequenzbereich (1 – 100 MHz) unter Verwendung variabler Spaltbreiten zwischen Ultraschallsender und Detektor gemessen. Die Partikelgröße wird aus den gemessenen Dämpfungsspektren auf der Grundlage modernster Theorien zur akustischen Abschwächung kolloidaler Teilchen ermittelt. Der weite Frequenzbereich ermöglicht die Messung sowohl sehr kleiner (< 100 nm) als auch sehr großer Partikel (>> 10 µm). Aufgrund der innovativen Technologie des variablen Sender-Detektor-Abstands bieten die DT-Spektrometer größtmögliche Flexibilität bzgl. des Konzentrationsbereiches der Dispersionen. Stark verdünnte (< 1 Vol.-%) und hochkonzentrierte Systeme (bis 50 Vol.-%) können charakterisiert werden, wobei eine Kalibrierung nicht erforderlich ist. Die WINDOWS-basierte Software berücksichtigt dabei verschiedene Mechanismen der Wechselwirkung zwischen Ultraschallwelle und kolloidalen Teilchen wie Streuung, viskose Verluste und thermodynamische Effekte.

Zusätzlich bietet die Option „Rheologie“ die Möglichkeit aus den Dämpfungsspektren makroskopische, rheologische Eigenschaften wie die Kompressibilität, den Elastizitäts- und frequenzabhängigen Verlustmodul oder die Longitudinalviskosität der Dispersionen bzw. der reinen flüssigen Medien zu bestimmen.

Das Akustikspektrometer DT-110 arbeitet nach exakt dem gleichen Prinzip wie das DT-100, erlaubt jedoch die Charakterisierung stabiler Proben kleinster Volumina (< 5 ml).

Messprinzip des DT-100/DT-110

Spezifikation/Merkmale/Vorteile

  • keine Verdünnung nötig, keine Probenpräparation erforderlich
  • Messung des akustischen Dämpfungsspektrums (und der Größenverteilung) mit höchstmöglicher Reproduzierbarkeit der Ergebnisse
  • großer Konzentrationsbereich (0.1 – 50 Vol-%), durch variablen Sender-Detektor-Abstand
  • weiter Partikelgrößenbereich (5 nm – 1000 µm)
  • kalibrierungsfrei
  • Charakterisierung sedimentierender oder hochviskoser (bis ca. 20000 mPas) Proben möglich
  • On-line-Prozesskontrolle durch Bypass-Messanordnung möglich
  • DT-100: Messung an repräsentativer Probenmenge (15 – 150 ml)
  • DT-110: Messung von Proben kleinster Volumina (< 5 ml)
  • in Kombination mit Zetapotentialmessung erhältlich bzw. aufrüstbar: DT-1202

Literatur und Normen

/1/ ISO 20998-1 Measurement and characterization of particles by acoustic methods.
/2/ A. Dukhin, P. Goetz: Characterization of Liquids, Nano- and Microparticulates, and Porous Bodies using Ultrasound. 2nd Edition. Oxford: Elsevier, 2010.
/3/ Partikelwelt 8, S. 3 – 31 (Sonderheft zur Messmethode).

Optionen zum Messgerät

Zur automatisierten Messung der Partikelgröße in Abhängigkeit des pH-Werts oder einer Additivmenge bietet sich die softwareintegrierte Titrationseinheit an: diese bietet neben einer effektiven Zeitersparnis durch die vollautomatische Steuerung (bezgl. Dosiermenge, pH-Wert, Zeit) auch eine exakte Dosierung der Säuren, Basen oder Additive.

  • Wahlweise mit ein oder zwei 5 ml-Büretten
  • pH-Wert: 0,5 – 13,5 ml
  • minimale Titrationsmenge: ca. 20 µl (abhängig von Viskosität)
  • chemisch beständige Spezialteflon Sonde
  • auch für höherviskose Additive geeignet

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Zur automatischen Messung der elektrischen Leitfähigkeit bieten sich zwei Sonden an: eine für polare und die zweite speziell für unpolare Dispersionen bzw. Medien. Beide sind unabhängig voneinander in die DT-Software integrierbar.
Messbereich:

  • Messbereich: Leitfähigkeitssonde polar: 10-4 – 10 S/m
  • Leitfähigkeitssonde unpolar: 10-11 – 10-4 S/m

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Die Leitfähigkeitssonde zur Messung in unpolaren Medien ist auch als separates Messgerät DT-700 verfügbar.

Messmethode: Akustische Spektrometrie

Weitere Partikelgrößenmessgeräte

DT-1202 Akustisch Spektroskopie 5 nm – 1000 µm
CILAS 990 Statische Lichtstreuung 0,1 – 500 µm
CILAS 1090 Statische Lichtstreuung 0,02 – 500 µm
CILAS 1190 Statische Lichtstreuung 0,02 – 2500 µm
NanoDS Dynamische Lichtstreuung 0,3 nm – 10 µm
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