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SVT – Spinning Drop Video Tensiometer

Die Spinning Drop Video Tensiometer der SVT-Serie sind kompakte optische Instrumente zur Messung niedriger bis ultraniedriger Grenzflächenspannungen und zur Untersuchung grenzflächenrheologischer Eigenschaften. Für die Analyse der Tensidwirkung im Rahmen der Emulsionsentwicklung oder der tertiären Ölförderung bietet diese Messtechnik einzigartige Möglichkeiten. Im Folgenden lernen Sie die Möglichkeiten, welche die Spinning-Drop-Tensiometrie und unsere SVT-Modelle mit ihrem Zubehör und intuitiv bedienbaren Software kennen.

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Spinning-Drop-Tensiometrie

Sollen sehr niedrige Grenzflächenspannungen gemessen werden, ist die Spinning-Drop-Tensiometrie die Messtechnik der Wahl. Die Methode beruht auf der optischen Konturauswertung eines Tropfens. Dieser muss allerdings nicht der Gravitation ausgesetzt an einer Dosiernadel hängen, sondern befindet sich in einer rotierenden Kapillare.

In der Kapillare zieht die Zentrifugalkraft die den Tropfen umgebende dichtere Flüssigkeit nach außen, während die weniger dichte Tropfenflüssigkeit zur Rotationsachse hin gedrängt wird. So ergibt sich eine zylindrische Deformation und damit eine Grenzflächenvergrößerung des Tropfens. Dem wirkt die Grenzflächenspannung entgegen, welche sich daher aus der Tropfenform im Gleichgewichtszustand ermitteln lässt.

Vonnegut-Gleichung

Eine bewährte und einfache Auswertemethode für stark elongierte Tropfen ist die Grenzflächenspannungsberechnung nach Vonnegut. Die Form, die der Tropfen bei Rotation mit der Winkelgeschwindigkeit ω annimmt, wird dabei näherungsweise durch einen Zylinder beschrieben. Dieser besitzt eine Rotationsenergie, welche mit abnehmendem Radius immer kleiner wird, was die mit der Elongation einhergehende Vergrößerung der Grenzfläche, sprich die Zunahme der Grenzflächenenergie kompensiert. Im Gleichgewichtszustand ist ein Energieminimum erreicht. Vonnegut-Gleichung:

Vonnegut-Gleichung

Tropfen-Deformation nach dem Spinning Drop Prinzip

Tertiäre Erdölförderung (EOR)

Ultraniedrige Grenzflächenspannungen treten insbesondere bei Mikroemulsionen auf, welche aufgrund dieser Eigenschaft unter anderem bei der Tertiären Erdölförderung eingesetzt werden. Unter geeigneten Bedingungen bilden sich Mikroemulsionen spontan aus Wasser, Tensiden und Öl, das somit als Teil des thermodynamisch stabilen Mikroemulsionsgemischs aus den Lagerstätten gepumpt werden kann. Essentiell für die Erforschung geeigneter Tenside und Gemischzusammensetzungen sind Grenzflächenspannungsmessungen mithilfe der Spinning-Drop-Tensiometrie.

Ölpumpe

Grenzflächenrheologie

Mit der Spinning-Drop-Tensiometrie ist es auch möglich zu untersuchen, wie eine Grenzfläche reagiert, wenn sie vergrößert oder verkleinert wird (Grenzflächenrheologie). Wie schnell können sich beispielsweise Tenside aus der Lösung an die Grenzfläche anlagern und so eine neu gebildete Emulsion stabilisieren? Um dies herauszufinden, wird im Experiment die Rotationsgeschwindigkeit variiert, in der Regel oszillierend, was direkt eine Größenänderung der Grenzfläche bewirkt.

Spinning Drop

Die SVT-Modelle

Die Spinning Drop Video Tensiometer der SVT-Serie sind kompakte optische Instrumente zur Messung niedriger bis ultraniedriger Grenzflächenspannungen und zur Untersuchung grenzflächenrheologischer Eigenschaften. Dabei garantieren leistungsstarke Gerätekomponenten, wie eine automatische Kamerapositionierung, ein Präzisionsantrieb und temperierbare Messzellen, genaue und reproduzierbare Messergebnisse. Ein flexibles Probenhandling und einfache Bedienung sind durch praktische Schnellwechselkapillaren und eine intuitive Bedienung sichergestellt.

Zur schnellen Durchführung von Messungen ist die Messzelle mit der rotierenden Kapillare auf einem Kipptisch montiert, der es ermöglicht, den Tropfen einfach ins Bild zu rücken. Einmal erfasst, wird der Tropfen automatisch von der verfahrbaren Kamera verfolgt. Ein hochdynamischer Messantrieb sorgt für gleichförmige Rotation auch bei höchsten Drehgeschwindigkeiten. Außerdem ermöglicht er sinusförmige Drehzahländerungen für Oszillationsmessungen sowie kurzfristige Drehgeschwindigkeitssprünge.

Dank Schnellwechselkapillaren mit perfekter Passgenauigkeit lassen sich Proben bequem binnen Sekunden ins SVT einbringen. So werden höchste Durchsatzraten erreicht. Um aufwändige Reinigungsprozeduren zu vermeiden, können mithilfe entsprechender Halterungen außerdem Einweg-Glasröhrchen für die Messung verwendet werden.

In den temperierbaren Messzellen des SVT werden Temperaturen von -30 °C bis 180 °C erreicht, sodass sich verschiedenste Umgebungsbedingungen realisieren lassen. Dank des speziellen Aufbaus der Kapillaren ist es sogar möglich, das Grenzflächenverhalten wässriger Proben bei Temperaturen von über 100 °C zu untersuchen.

SVT 20N

SVT 15N

Das SVT 15N ist das Einstiegsmodell der SVT-Serie, für die Messung ultraniedriger Grenzflächenspannungen. Mit seinem Präzisionsantrieb können Kapillare mit bis zu 17000 Umdrehungen/min rotieren.

Hauptmerkmale

  • Hochleistungsobjektiv mit 6fach-Zoom, integriertem stufenlosem Feinfokus und einstellbarem Beobachtungswinkel
  • Videomesssystem (max. 123 Bilder/s)
  • präzises, schnell und einfach zu bedienendes Kapillarwechselsystem
  • Messzelle mit automatischer, softwaregesteuerter Positions- und Neigungsanpassung
  • LED-Beleuchtung mit Software-seitig einstellbarer Intensität
  • automatische Kalibrierfunktion zur Korrektur der optischen Verzerrung durch den Zylinderlinsen-Effekt der Kapillare
  • Präzisionsantrieb mit 0 … 17000 Umdrehungen/min

Software

Die SVTSoftware ist in verschiedenen separat nutzbaren Modulen verfügbar. Für das SVT 15N sind folgende Softwaremodule verfügbar:

Erfahren Sie mehr über die SVTS Module.

Zubehör

Dank unserer modularen Produktphilosophie ist das SVT 15N mit einer Vielzahl an Zubehöroptionen aus der vielfältigen SVT Zubehörpalette kombinierbar. Erfahren Sie mehr über das verfügbare Zubehör.

SVT 15N Broschürefile_download

SVT 15N

SVT 20N

Das SVT 20N ist das Hochleistungs Spinning Drop Tensiometer für die Messung ultraniedriger Grenzflächenspannungen und für die Untersuchung der Grenzflächenrheologie. Mit seinem Hochleistungs-Präzisionsantrieb können Kapillare mit bis zu 20000 Umdrehungen/min rotieren und Oszillationen mit Drehgeschwindigkeitssprüngen können realisiert werden. Mit dem integrierten Touchscreen ist eine intuitive Bedienung des SVT 20N zu jeder Zeit sichergestellt.

Hauptmerkmale

  • Hochleistungsobjektiv mit 6fach-Zoom, integriertem stufenlosem Feinfokus und einstellbarem Beobachtungswinkel
  • Videomesssystem (max. 123 Bilder/s)
  • präzises, schnell und einfach zu bedienendes Kapillarwechselsystem
  • Messzelle mit automatischer, softwaregesteuerter Positions- und Neigungsanpassung
  • Stroboskop- und Permanent-LED-Beleuchtung mit Software-seitig einstellbarer Intensität
  • automatische Kalibrierfunktion zur Korrektur der optischen Verzerrung durch den Zylinderlinsen-Effekt der Kapillare
  • Hochleistungs-Präzisionsantrieb mit 0 … 20000 Umdrehungen/min
  • Oszillationsmessungen mit Oszillationsperiode von 0,5 s …∞ und maximaler Beschleunigung von 500 Umdrehungen/s2
  • integrierter Touchscreen für intuitive Gerätebedienung

Software

Die SVTSoftware ist in verschiedenen separat nutzbaren Modulen verfügbar. Für das SVT 20N sind folgende Softwaremodule verfügbar:

Erfahren Sie mehr über die SVTS Module.

Zubehör

Dank unserer modularen Produktphilosophie ist das SVT 20N mit einer Vielzahl an Zubehöroptionen aus der vielfältigen SVT Zubehörpalette kombinierbar. Erfahren Sie mehr über das verfügbare Zubehör.

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SVT 20N